Het ontstaan van de maan: een zware bevalling

2 november 2016

We zien de maan regelmatig aan de hemel staan. Toch weten we eigenlijk nog maar weinig over onze naaste buur in het heelal. Wetenschappers geven een gangbare theorie een update in Nature en komen met een gewelddadige oplossing voor een aantal vreemde eigenschappen van de maan.

Terwijl de plannen om Mars te veroveren al worden gesmeed, weten we eigenlijk nog bijzonder weinig over onze naaste buur. De meest gangbare theorie komt van de sterrenkundigen Alastair Cameron en William Ward. Zij stellen dat de inslag van Theia, een hemellichaam ter grootte van Mars, de maan van de aarde scheidde. Brokken van Theia en aarde spatten de ruimte in en vormden daar de maan.

Uitgespuwd

Een andere theorie gaat terug op George Darwin, de zoon van de beroemde evolutiebioloog. In deze theorie komt er geen ander hemellichaam aan te pas, maar zou de maan uit de toen nog vloeibare aarde zijn gestulpt. Deze gedachte kreeg in 2012 bijval van de Nederlanders Wim Westrenen en Rob de Meijer. Zij observeerden namelijk dat alle stenen afkomstig van de maan van aardse origine zijn. Er is geen restje Theia over. Dat zou je toch verwachten. Westrenen en De Meijer kwamen met een omstreden verklaring waarbij een enorme natuurlijke kernexplosie in het binnenste van de aarde de maan had uitgespuwd.

Over deze laatste theorie geen woord in een publicatie die deze week in Nature verschijnt. Hierin geeft een groep Amerikaanse wetenschappers de theorie van Cameron en Ward een update en verklaart een aantal eigenaardige eigenschappen van de maan. De maan heeft namelijk een vreemd gekantelde baan om de aarde. In ons zonnestelsel draaien de meeste planeten in min of meer hetzelfde vlak om de zon. De baan van de maan wijkt vijf graden af. Ook heeft de maan een relatief grote afstand tot de aarde.

Ontstaan van de maan

Reliek van een zware bevalling

De onderzoekers gaan nog steeds uit van een inslag van een hemellichaam op de aarde. Hierdoor vormde zich eerst een ring van puin om de aarde. Dit klonterde samen en vormde zo de maan. Nieuwe modellen van de onderzoekers laten zien dat de opdoffer de hellingshoek van de aarde heeft veranderd. Onze planeet heeft nu een hoek van 23,5 graden ten opzichte van het vlak waarin ze draait. Daar danken we de seizoenen aan. Na de inslag moet die zo’n 60 tot 80 graden zijn geweest, zo laten de modellen zien. Dat betekent dat een flink deel van de planeet het hele jaar in schaduw was gehuld. De klap heeft ook de snelheid waarmee de aarde om haar as draait vergroot. Nu draait de aarde in ongeveer 24 uur een rondje. Toen in slechts 2,5 uur.

In de miljarden jaren na de inslag is door een ingewikkeld krachtenspel tussen zon, aarde en maan de situatie ontstaan zoals die nu is. De baan van de nieuw gevormde maan had aanvankelijk dezelfde hellingshoek als de aarde (60 tot 80 graden) en lag er vlakbij. Daarna dreef de maan langzaam weg bij de aarde en kreeg de zon meer invloed op de baan. Inmiddels staat de maan 15 keer verder en is slechts een hoek van vijf graden overgebleven. Dat zou je kunnen zien als een reliek van een zware bevalling.

Matija Ćuk et al. Tidal evolution of the Moon from a high-obliquity, high-angular-momentum Earth. Nature, 31 oktober 2016.