22 augustus 2017

Hebben boven een vloeibare maan ooit supersonische winden gewaaid?

Stel je eens een wereld voor waarin supersonische winden binnen een dampkring van natrium een magma-oceaan doen golven. Dat klinkt als een exotische exoplaneet toch? Niets is minder waar: het is onze maan circa 4.5 miljard jaar geleden, althans volgens een wiskundig model van het verleden van onze trouwe wachter.

Volgens onze standaardtheorie over het ontstaan van onze maan is de aarde lang geleden geramd door een object ter grootte van de planeet Mars. Hierbij is een enorme wolk van puin en brokstukken het heelal in geblazen, die uiteindelijk weer zijn samengeklonterd tot de maan. Direct na het ontstaan moet het oppervlak van de maan bedekt zijn geweest door een duizenden kilometers diepe magma-oceaan. Deze gigantische lavazee zal enorme hoeveelheden gassen uitgebraakt hebben, vooral vluchtige elementen zoals natrium en silicium. Deze zullen dan zijn blijven hangen, waarbij een dampkring ontstaan is.

De afstand tussen de aarde en de maan was destijds veel kleiner dan tegenwoordig. Bovendien moet het oppervlak van de aarde veel heter zijn geweest dan het oppervlak van de maan. Als gevolg hiervan heeft de hitte van de aarde ervoor gezorgd dat de magma-oceaan voortdurend vloeibaar is gebleven. Dit heeft geresulteerd in het voortdurende uitbraken van gassen, waardoor de dampkring opvallend dik moet zijn geweest – vergelijkbaar met de luchtdruk op tien kilometer hoogte op aarde.

Astronomers using NASA's Spitzer Space Telescope have detected what they believe is an alien world just two-thirds the size of Earth - one of the smallest on record. The exoplanet candidate, known as UCF-1.01, orbits a star called GJ 436, which is located a mere 33 light-years away. UCF-1.01 might be the nearest world to our solar system that is smaller than our home planet.<br /> Although probably rocky in composition like Earth, UCF-1.01 would be a terrible place for life. The world orbits scorchingly close to its star, so in all likelihood this planet lacks an atmosphere and might even have a molten surface, as shown in this artist's impression.<br /> Evidence for UCF-1.01 turned up when astronomers were studying a known, Neptune-sized exoplanet, called GJ 436b, seen in the background in this image. The identification of nearby small planets may lead to their characterization using future instruments. In this way, worlds like UCF-1.01 might serve as stepping stones to one day finding a habitable, Earth-like exoplanet.<br /> Because of GJ 436's proximity to our solar system, the star field around it shares many of our culture's famous cosmic landmarks. To the far left, the constellation of Orion gleams, though in a distorted shape compared to our vantage point on Earth. The red giant Betelgeuse (Orion's right shoulder) and blue Rigel (Orion's left foot) stand out, as well as the three belt stars. From GJ 436's perspective, however, the stars do not align as they do in our sky. The Pleiades star cluster is located to the upper left of UCF-1.01.

Deze dampkring zal een temperatuur van minstens 1700 graden Celsius gehad hebben. Dit was voornamelijk het geval aan de zijde van de maan die naar de aarde gericht stond. De ‘achterkant’ van de maan zal veel koeler zijn geweest. Het gevolg laat zich raden: er moet duizenden jaren lang een supersonische wind gewaaid hebben, waarbij warmte getransporteerd werd richting de koele zijde van de maan. Nieuwe modellen hebben nu uitgewezen dat deze winden krachtig genoeg moeten zijn geweest om de onderliggende magma-oceaan te doen golven.

Naarmate de maan is afgekoeld, zullen zwaardere rotsen gezonken zijn, terwijl lichtere rotsen zijn gaan drijven als ijsbergen op de magma-oceaan. Na enkele duizenden jaren zal via dit proces een vaste “deksel” zijn gelegd op de lavazee. Hiermee kwam het uitbraken van gassen ten einde en is de dampkring langzaam vervlogen als gevolg van de geringe zwaartekracht van onze naaste kosmische buur.

Opvallend genoeg kun je bovenstaande theorie daadwerkelijk testen. Er zouden namelijk herkenbare ringen van natrium zijn neergelegd op de grens tussen de voor- en achterkant van de maan zoals deze destijds bestond. Bovendien: doordat het natrium uit de dampkring van Luna ontsnapt is, vormt dit wellicht een verklaring voor het mysterie waarom maanstenen veel minder natrium bevatten dan aardse gesteenten.

De betrokken onderzoekers vermoeden dat ze een belangrijke fase op het spoor zijn gekomen van de geschiedenis van de maan. Of het daadwerkelijk allemaal zo gegaan is, zal toekomstig onderzoek moeten uitwijzen. Krachtige winden op de maan – het klinkt te bizar voor woorden. Maar het heelal heeft wel gekkere eigenschappen aan de wetenschap geopenbaard!

Het volledige vak-artikel over het onderzoek kan hier ingezien worden.

Bron: New Scientist

Reacties

  1. ObelixObelix zegt:

    Ik wist niet dat de ‘fixatie van een zijde naar de Aarde gekeerd ‘, een andere zijde juist van de Aarde afgekeerd, al zo vroeg in de geschiedenis van de Maan een feit was. 😕

    De Maanstenen die we hier hebben bestudeerd, zijn voor zover ik weet, allemaal door de NASA naar de Aarde gebracht, en komen van de ‘aangezichtszijde’.
    Hebben de Russen ook stenen meer retour genomen, en zijn die ‘zouter’ dan die van de VS, want zij zijn alleen geland op de ‘Dark side of the Moon’.

    Deze hypothese kan dan misschien al van de week worden getest ?

    Groet, Paul

    • EnceladusEnceladus zegt:

      De Russen zijn dan wel geland op de ‘Dark side of the Moon’, maar dat was toch geen sample-return-missie? Dus dan zijn er toch geen stenen van de andere kant van de maan hier op aarde?

      groet,
      Gert (Enceladus)

      • ObelixObelix zegt:

        Ik weet het niet, Gert . Zijn er eigenlijk wel Russen (mensen) geland, of alleen maar machines van hen?
        En hebben die misschien lokaal chemische samenstellingen gemeten, of alleen maar geconstateerd dat de Maan niet van (melk)kaas is gemaakt. 😕

        Groet, Paul

        • Folkert zegt:

          Voor zover ik weet zijn er nooit Russen op de maan geland en zijn er ook geen monsters teruggestuurd naar de Aarde.
          Opmerking: Het lijkt mij onwaarschijnlijk dat de maan al direct gefixeerd stond op de Aarde en waarom zou de
          de maan in eerste instantie geheel vloeibaar zijn geweest na ontstaan te zijn uit losse brokstukken ruimtepuin e.d. Misschien is de kern van de maan wel een groot restant van de botsende planeet (vloeibaar) die dan later weer door ruimtepuin (grotendeels ex aardmateriaal) van die botsing is bedekt.

        • EnceladusEnceladus zegt:

          Er zijn nooit Russische mensen op de maan geland, dat lijkt me duidelijk. Slechts de Apollo-missies brachten mensen naar de maan en dat waren allemaal Amerikanen.

          De Russen namen drie keer monsters van de maan en stuurden die succesvol naar de aarde terug:

          https://nl.wikipedia.org/wiki/Loena_16

          https://nl.wikipedia.org/wiki/Loena_20

          https://nl.wikipedia.org/wiki/Loena_24

          Mare Crisium en Mare Fecunditatis bevinden zich echter allebei aan de voor ons zichtbare zijde van de maan.
          Kijk zelf maar: https://www.google.com/moon/#

          Dus helaas geen bodemmonsters van de ‘Dark side of the Moon’. De slotwoorden van het nummer Eclipse op het gelijknamige Pink Floyd-album zijn trouwens: “There is no dark side of the moon really. Matter of fact it’s all dark.”

          groet,
          Gert (Enceladus)

Laat wat van je horen

*