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.

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