De eerste maanrotsen die in meer dan 40 jaar naar de aarde zijn teruggekeerd, roepen vragen op over de evolutie van de maan
Een capsule met maanstenen (afgebeeld) verzameld door de Chinese Chang’e-5-missie landde in december 2020 weer op aarde.
Lava sijpelde slechts 2 miljard jaar geleden over het oppervlak van de maan, stukjes maanrots die door de Chinese Chang’e-5-missie zijn teruggevonden, onthullen.
Een chemische analyse van de vulkanische rotsen bevestigt dat: de maan bleef vulkanisch actief veel langer dan zijn grootte mogelijk zou suggereren, rapporteren onderzoekers online op 7 oktober in Wetenschap.
Chang’e-5 is de eerste missie in meer dan 40 jaar die maanrotsen ophaalt en terugbrengt naar de aarde (SN: 1/12/20). Een internationale groep onderzoekers ontdekte dat de rotsen 2 miljard jaar geleden werden gevormd, rond de tijd dat meercellig leven zich voor het eerst op aarde ontwikkelde. Dat maakt ze de jongste maanstenen die ooit zijn verzameld, zegt studieco-auteur Carolyn Crow, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Colorado Boulder.
De maan is ongeveer 4,5 miljard jaar geleden gevormd. Maanrotsen van de Apollo- en Sovjet-missies van de late jaren zestig en zeventig onthulden dat vulkanisme op de maan de eerste miljard jaar van zijn bestaan heel gewoon was, met stromen die miljoenen, zo niet honderden miljoenen jaren aanhielden.
Gezien zijn grootte dacht de wetenschapper dat de maan ongeveer 3 miljard jaar geleden begon af te koelen en uiteindelijk de stille, inactieve buur werd die het nu is. Maar een gebrek aan kraters in sommige regio’s zorgde ervoor dat wetenschappers hun hoofd krabden. Delen van hemellichamen die verstoken zijn van vulkanisme accumuleren in de loop van de tijd steeds meer kraters, deels omdat er geen lavastromen zijn die nieuw materiaal afzetten dat uithardt tot gladde stukken. De gladdere plekken op de maan leken te suggereren dat vulkanisme ook na de vroege geschiedenis van de maan had bestaan.
“Jong vulkanisme op een klein lichaam als de maan is een uitdaging om uit te leggen, omdat kleine lichamen meestal snel afkoelen”, zegt Juliane Gross, een planetaire wetenschapper aan de Rutgers University in Piscataway, NJ, die niet bij het onderzoek betrokken was.
Wetenschappers hadden gesuggereerd dat radioactieve elementen een verklaring zouden kunnen bieden voor later vulkanisme. Radioactief verval genereert veel warmte, daarom worden kernreactoren in water gehouden. Voldoende radioactieve materialen in de mantel van de maan, de laag net onder de zichtbare korst, zou een warmtebron hebben opgeleverd die jongere lavastromen zou kunnen verklaren.
Om deze theorie te testen, verzamelde de Chang’e-5-lander brokken basalt – een soort gesteente dat ontstaat door vulkanische activiteit – van een voorheen onontgonnen deel van de maan waarvan gedacht werd dat het jonger was dan 3 miljard jaar oud. Het team stelde vast dat de rotsen die 2 miljard jaar geleden uit lavastromen werden gevormd, maar chemische analyse leverde niet de concentratie van radioactieve elementen op die je zou verwachten als radioactief verval het vulkanisme zou verklaren.
Deze bevinding dwingt wetenschappers om na te denken over welke andere krachten vulkanische activiteit op de maan in stand kunnen houden.
Een theorie, zegt medeauteur Alexander Nemchin, een planetaire wetenschapper aan het Beijing SHRIMP Centre en de Curtin University in Bentley, Australië, is dat zwaartekrachten van de aarde het maaninterieur vloeibaar hadden kunnen maken, waardoor het maanmagma nog een miljard jaar of zo bleef stromen wanneer het had moeten stoppen.
“De maan was 2 miljard jaar geleden een stuk dichterbij”, legt Nemchin uit. Terwijl de maan langzaam van de aarde verwijderde – een langzame ontsnapping die vandaag nog steeds aan het werk is – zouden deze krachten steeds minder krachtig zijn geworden totdat het vulkanisme uiteindelijk verdampte.
Inslagen van asteroïden en kometen hadden ook de vulkanische sappen van de maan kunnen laten stromen, maar “op dit moment is elke gok een goede gok”, zegt Jessica Barnes, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Arizona in Tucson die niet bij het onderzoek betrokken was.
“Dit is een goed voorbeeld van waarom we onze naaste buur moeten leren kennen”, zegt Barnes. “Veel mensen denken dat we al weten wat er met de maan aan de hand is, maar het is eigenlijk best mysterieus.”
