Er was een tijd dat de aarde in z’n eentje rond de zon cirkelde, zonder zijn kompaan de maan. Totdat Theia de aarde ramde en een kosmisch slagveld veroorzaakte, waaruit de maan ontstond. Een nieuwe, krachtige computersimulatie laat zien dat dit proces waarschijnlijk heel rap ging.
Miljarden jaren geleden zag de aarde er heel anders uit dan nu. In die tijd werd de aarde geraakt door Theia, een ruimteobject zo groot als Mars. Dit ging niet bepaald zachtzinnig. Een grote hoeveelheid aardmassa vloog de ruimte in en deed er een aantal dagen of omwentelingen om de aardas over om onder invloed van de zwaartekracht van de aarde weer terug te vallen op onze planeet. Een relatief kleine hoeveelheid ruimtepuin was echter zo ver weggeslingerd door de botsing, dat het in een stabiele baan om de aarde heen bleef cirkelen. Dit klonterde uiteindelijk samen en de maan was geboren.
Hoe deze maanformatie precies heeft plaatsgevonden en hoe lang het proces in totaal heeft geduurd, is een wetenschappelijke puzzel die sterrenkundigen al decennialang bezighoudt. De meeste theorieën beweren dat de maan ontstaan is uit het puin van de botsing met Theia, en dat het meerdere maanden of zelfs jaren duurde voordat al het materiaal dat in een baan rond de aarde rondvloog, samengesmolten was.
Nieuwe simulatie
Een nieuwe simulatie komt echter tot een andere conclusie: de maan is mogelijk vrijwel direct na de botsing gevormd. Binnen enkele uren na de impact ontstonden twee klompen. De kleinste van de twee katapulteerde door de zwaartekracht van de ander in een stabiele baan rond de aarde. De rest van het ruimtepuin, inclusief de grotere klomp, smolt onder invloed van de aardse zwaartekracht weer samen met de aarde.
Er zijn computers met een immense rekenkracht ingezet om de maansimulaties in dit onderzoek door te rekenen. Er zijn zo veel verschillende krachten aan het werk, dat een grotere hoeveelheid rekenkracht de uitkomsten van de simulaties flink kan veranderen. De nieuwe berekening toonde aan dat belangrijke aspecten van de ruimtebotsing werden gemist door eerdere, minder krachtige simulaties.
Kosmische puzzel
De massa, de baan rond de aarde en de uitkomsten van de analyses van maansteenmonsters zijn allemaal aanwijzingen voor wat zich heeft afgespeeld bij de geboorte van de maan. Het is opmerkelijk dat de samenstelling van de maan zo veel op die van de aarde lijkt. Bij het analyseren van de isotopen in het maanstof blijkt dat de maan bestaat uit materiaal dat chemisch vrijwel hetzelfde is als waar rotsen op aarde uit zijn opgebouwd. Dit in tegenstelling tot rotsen op Mars of elders in het zonnestelsel: een sterke aanwijzing dat veel van het materiaal waaruit de maan bestaat oorspronkelijk van de aarde kwam, en niet van Theia.
De nieuwe maantheorie is erg aanlokkelijk, omdat allerlei lastige kwesties die niet strookten met eerdere theorieën – onder andere over de dunne maankorst en zijn gekantelde baan – nu beter kunnen worden verklaard. Analyse van toekomstige maanmonsters door NASA’s Artemis-missie kunnen de nieuwe theorie bevestigen, maar daar zullen we nog even op moeten wachten. Artemis is van plan dieper in het oppervlak van de maan te boren en op andere plekken op de maan monsters te nemen.
Gedeelde geschiedenis
Deze studies leren ons niet alleen meer over de maan, maar ook over de ontwikkeling van de aarde. “Hoe meer we leren over hoe de maan is ontstaan, hoe meer we ontdekken over de evolutie van onze eigen aarde”, zegt coauteur en onderzoeker Vincent Eke van de Britse Durham University (niet te verwarren met de Nederlandse theoretische natuurkundige Vincent Icke). “Hun geschiedenissen zijn met elkaar verweven, net als bij andere planeten en hun manen, die door vergelijkbare of juist heel andersoortige botsingen zijn ontstaan.”
Verleden en toekomst
In de kosmos botsen constant allerlei ruimteobjecten tegen elkaar aan. De inslagen zijn een essentieel onderdeel van hoe planetaire lichamen zich vormen en evolueren. Zo is dat ook in ons zonnestelsel altijd het geval geweest, en zo zal dit ook doorgaan in de toekomst. De impact van de botsing met Theia was gigantisch en heeft de loop van de geschiedenis veranderd. Hoe beter wetenschappers kunnen simuleren en analyseren hoe deze ruimtebotsingen in z’n werk zijn gegaan, hoe beter we in de toekomst kunnen kijken, en kunnen begrijpen hoe een planeet kan evolueren en leven kan voortbrengen zoals op onze eigen aarde.
In onderstaande animatie van NASA’s Ames Research Center en Durham University is de botsing van de aarde met Theia en de mogelijke ontstaansgeschiedenis van de maan prachtig in beeld gebracht.
