De maan is ontstaan door een gigantische botsing, zo’n 4,5 miljard jaar geleden. Een planeet ter grootte van Mars, die wetenschappers Theia noemen, vloog op de jonge aarde. Het materiaal dat daarbij wegspatte verzamelde zich in een baan om de aarde en vormde uiteindelijk de maan. Dit is de meest geaccepteerde verklaring, maar hij roept nog altijd vragen op die wetenschappers vandaag de dag verdeeld houden.
De reuzenbotsingstheorie: hoe is de maan ontstaan?
De reuzenbotsingstheorie (in het Engels: Giant Impact Hypothesis) gaat ervan uit dat de vroege aarde in botsing kwam met een planeetvormig object, Theia. De klap was zo hevig dat enorme hoeveelheden gesteente en gesmolten materiaal de ruimte in werden geslingerd. Een deel viel terug op aarde, maar een ander deel bleef in een baan om de aarde cirkelen. Dat materiaal koelde af, klonterde samen en groeide in de loop van miljoenen jaren uit tot de maan die we vandaag kennen.
De reden dat wetenschappers deze theorie sterk vinden, is dat ze verklaart waarom de maan relatief weinig ijzer bevat. De aarde heeft een ijzeren kern, en Theia waarschijnlijk ook. Bij de botsing zonk het meeste ijzer naar de kern van de aarde. Het weggeslingerde materiaal bestond hoofdzakelijk uit de buitenste rotslagen, en dat is precies wat je terugziet in de samenstelling van de maan.
Wat de samenstelling van de maan ons vertelt
De maan bestaat grotendeels uit basalt, een gesteente dat ontstaat wanneer lava stolt. Dat zijn de donkere vlekken die je met het blote oog op de maan ziet. Basalt kennen we ook van de aarde, en het feit dat het op de maan voorkomt past goed bij het idee dat ze uit hetzelfde materiaal zijn opgebouwd.
Tegelijk is daar ook het probleem. De samenstelling van de maan lijkt namelijk nagenoeg identiek aan die van de aarde. Als Theia een volledig andere planeet was met een eigen samenstelling, zou je verwachten dat de maan een mengsel is van aarde- en Theia-materiaal. Maar dat zie je nauwelijks terug. Dit is een van de redenen waarom de botsingstheorie in haar eenvoudigste vorm niet helemaal klopt en wetenschappers nog steeds zoeken naar aanpassingen.
Alternatieven en varianten op de botsingstheorie
Sommige onderzoekers stellen dat Theia misschien toevallig dezelfde samenstelling had als de aarde, omdat beide planeten in hetzelfde deel van het zonnestelsel zijn gevormd. Anderen opperen dat de botsing zo energetisch was dat het materiaal van aarde en Theia volledig door elkaar werd gemengd, waardoor de maan uiteindelijk op de aarde lijkt.
Er zijn ook alternatieve theorieën. Zo is er het idee dat de aarde vroeger veel sneller rondtolde en dat een stuk aardmateriaal eraf is geslingerd door die rotatie. Een andere variant stelt dat meerdere kleine inslagen samen genoeg materiaal hebben opgeworpen voor de vorming van de maan. Maar geen van deze alternatieven verklaart de beschikbare data zo goed als de reuzenbotsingstheorie, en daarom blijft die de leidende verklaring.
Waarom wetenschappers het er nog niet helemaal over eens zijn
De kernvraag is hoe de maan zo sterk op de aarde kan lijken als ze door een botsing met een vreemde planeet is gevormd. Computermodellen laten zien dat bij de meeste varianten van de botsing het weggeslingerde materiaal vooral van Theia afkomstig was, niet van de aarde. Maar de maan bestaat grotendeels uit aardachtig materiaal. Dat klopt niet.
Nieuwere simulaties spelen met de mogelijkheid dat Theia de aarde meer frontaal raakte, of dat de vroege aarde veel heter en vloeiender was dan gedacht, waardoor materiaal beter mengde. Dit soort onderzoek is nog gaande. De botsingstheorie staat dus niet ter discussie als geheel, maar de details worden nog steeds verfijnd.
Wat de maanmissies hebben bijgedragen
De Apollo-missies (1969-1972) brachten honderden kilo’s maanstenen mee terug naar de aarde. Die stenen zijn tot in detail geanalyseerd en bevatten geen water of vluchtige stoffen die je zou verwachten als de maan er altijd al was of uit de ruimte was gevangen. Dat past bij een hete, gewelddadige oorsprong door een botsing. De analyse van zuurstofisotopen in die stenen is een van de redenen dat wetenschappers de gelijkenis tussen maan en aarde zo intrigerend vinden, en tegelijk zo moeilijk te verklaren.
De maanstenen laten ook zien dat het maanoppervlak vroeger bedekt was met een oceaan van gesmolten gesteente. Dat is precies wat je verwacht na een catastrofale inslag: een planeet die volledig opnieuw begint, bedekt met gloeiend heet materiaal dat langzaam stolt. Die gestolde laag is de basis van wat we nu als de maan zien.
Kortom: de maan is ontstaan uit chaos. Een planeet botsde op de aarde, het heelal slingerde puin door de ruimte, en dat puin groeide samen tot de maan die elke avond boven de horizon verschijnt. Hoe precies die botsing verliep en waarom de maan zo sterk op de aarde lijkt, dat zijn vragen waar planeetonderzoekers nog actief mee bezig zijn.
