Is de Maan wel ontstaan uit een botsing van de Aarde met Theia?

Op 13 december 1972 liep Apollo 17-astronaut Harrison Schmitt naar een rotsblok in de Sea of ​​Serenity van de Maan. “Het spoor van deze rots loopt recht de heuvel op,” riep hij tot zijn commandant Eugene Cernan, wijzend op het spoor dat de rots had achtergelaten toen deze een berghelling afrolde. “Probeer je eens voor te stellen hoe het zou zijn geweest als je daar stond vlak voordat die rots naar beneden kwam,” mijmerde Cernan. “Daar moet ik echt niet aan denken,” zei Schmitt.

De astronauten beitelden stukjes van de Maan. Vervolgens schraapte Schmitt wat van het poederachtige oppervlak bijeen en pakte een steen op om mee te nemen naar de Aarde. De steen, die Trocolite 76535 zou gaan heten, zou geschiedenis gaan schrijven. Hij vertelt namelijk het verhaal over hoe de Maan ooit is ontstaan. En dat kunnen we nu, 50 jaar later, in de studieboeken lezen. Het is een verhaal over de botsing van de Aarde met planeet Theia, een planeet ter grootte van Mars. Door de botsing zijn beide planeten vloeibaar geworden en in elkaar samengesmolten. De scherven van deze botsing zijn uiteindelijk gaan samenklonteren en gestold tot de Maan.

Maar nieuwe metingen aan Troctoliet 76536 en andere stenen van de Maan en Mars zorgen voor twijfel. De afgelopen vijf jaar heeft een lawine aan studies een probleem blootgelegd: het verhaal van de botsing is gebaseerd op veel aannames maar het bewijs hiervoor is nergens terug te vinden. Als Theia de Aarde zou hebben geramd, waardoor uiteindelijk onze Maan is ontstaan, dan zouden we het materiaal van Theia ook terug moeten kunnen vinden op de Maan. Maar niets is minder waar. De stoffen die gevonden zijn op Maan lijken eigenlijk precies op die van de Aarde.

Dat betekent dus dat er ruimte is voor nieuwe ideeën over hoe onze Maan nu werkelijk is ontstaan. Het meest voor de hand liggende idee is dat Theia de Maan wel heeft gevormd en dat Theia uit haast hetzelfde materiaal als de Aarde was gemaakt.

De tweede mogelijkheid is dat door de inslag de materialen van de twee planeten heel goed is gehusseld en gehomogeniseerd. Denk maar aan het maken van pannenkoekbeslag. Dat zou moeten kunnen als er een enorme hoeveelheid energie met de botsing gepaard zou zijn gegaan. Dan zouden er volgens de meest recente modellen meerdere manen ontstaan, die uiteindelijk zijn gaan samenklonteren tot wat we nu onze Maan noemen.

De derde optie maakt een koppeling over wat we weten over de planeten. Het zou kunnen dat de Maan zoals we deze nu kennen gedurende zijn bestaan veel gedaanteverwisselingen heeft ondergaan. Om dit wat beter te begrijpen, moeten we eerst teruggaan naar het ontstaan van ons Zonnestelsel. Vier en een half miljard jaar geleden was de Zon omringd door een hete, donutvormige wolk van puin en gas. Dit puin koelde heel langzaam af en smolt samen tot klonten. De grote rotsachtige klonten botsten steeds met elkaar, verdampten daardoor weer opnieuw en vormden een nieuwe, grotere klont en uiteindelijk planeten. Hoe dit hele proces precies werkt, is nog niet helemaal helder.  Planeten ontstaan dus in een heftige omgeving. En precies in deze omgeving zou onze Maan ook kunnen zijn ontstaan.

Op basis van computersimulaties weet men nu dat alles dat met de Aarde moet hebben gebotst de grootte van Mars moet hebben gehad. Alles wat groter of kleiner was dan Mars zou een systeem als gevolg hebben met een veel groter impulsmoment. Dat zou betekenen dat onze Maan een heel andere baan zou moeten hebben en met een andere snelheid zou bewegen. Bovendien zou een groter projectiel dan Mars ook nog veel ijzer meebrengen, waardoor er veel meer ijzer op de Maan te vinden zou moeten zijn dan dat er daadwerkelijk is.

Eerdere chemische studies van Troctoliet 76536 en andere maanstenen ondersteunden dit verhaal. Ze toonden aan dat maanstenen zouden zijn ontstaan ​​in een maan-magma-oceaan, die alleen zou kunnen zijn ontstaan door een enorm heftige botsing. De Troctoliet zou dus in een hete magma-zee gesmolten zijn. Op basis van deze aanname hebben wetenschappers ooit gesteld dat de Maan is gemaakt van de overblijfselen van Theia.

Laten we weer eens teruggaan naar het vroege Zonnestelsel. Terwijl de rotsachtige werelden botsten en verdampen, smolten de materialen samen en mengden ze zich. De materie ging zich op karakteristieke plekken in het Zonnestelsel vestigen. Dichter bij de Zon, waar het warmer was, zullen lichtere elementen eerder opwarmen en ontsnappen, waardoor er een overmaat aan zware isotopen achterbleef (varianten van elementen met extra neutronen). Verder van de Zon konden rotsen veel meer van hun water vasthouden en lichtere isotopen bleven bestaan. Door de cocktail van isotopen van een object te onderzoeken kan worden bepaald waar een object in het Zonnestelsel heeft gehuisd. Het is een soort vingerafdruk. En de verschillen zijn zo uitgesproken dat ze worden gebruikt om planeten en meteorieten te classificeren. Mars is bijvoorbeeld zo chemisch verschillend van de Aarde dat de meteorieten eenvoudig kunnen worden geïdentificeerd door de verhoudingen van drie verschillende zuurstofisotopen te meten.

In 2001 hebben Zwitserse onderzoekers met nieuwe technieken Troctoliet 76536 en nog dertig andere maanmonsters opnieuw gemeten. Ze ontdekten dat de zuurstofisotopen niet van elkaar te onderscheiden waren en hetzelfde waren als die op Aarde. Wetenschappers hebben sindsdien titanium, wolfraam, chroom, rubidium, kalium en andere metalen van de Aarde vergeleken met die van de Maan en alles ziet er ongeveer hetzelfde uit.

Dit is slecht nieuws voor de vertrouwde inslagtheorie. Want als Mars zo duidelijk anders is dan de Aarde, zou Theia – en dus de Maan – ook anders moeten zijn. En als ze hetzelfde zijn betekent dit dat de Maan gevormd moet zijn uit gesmolten stukjes Aarde. De Apollo-rotsen staan ​​dan in direct conflict met wat de natuurkunde beweert over wat waar is. Het bestaande model over het ontstaan van de Maan bevindt zich dus in een ernstige crisis. Het is nog niet van tafel, maar feit is wel dat het niet helemaal klopt.