Wetenschappers hebben eindelijk bevestigd wat er in het hart van onze maan ligt: een massieve ijzeren bal die qua dichtheid vergelijkbaar is met de binnenste kern van de aarde. Deze ontdekking, gepubliceerd in Nature in mei 2023, beslecht een al lang bestaand debat en werpt licht op de geschiedenis van de maan en onthult mogelijk aanwijzingen over het vroege zonnestelsel.
Tientallen jaren lang hebben onderzoekers gedebatteerd over de vraag of de kern van de maan volledig vloeibaar was of een vast binnenste gedeelte bevatte. De Apollo-missies leverden enkele seismische gegevens op van maanbevingen, maar de resolutie ervan was te laag om definitief de toestand van de kern te bepalen. Modellen met zowel volledig vloeibare als gedeeltelijk vaste kernen kwamen even goed overeen met de beschikbare informatie.
Om een duidelijker beeld te krijgen, combineerden astronoom Arthur Briaud en zijn team van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek gegevens uit verschillende bronnen:
- Maanlaser-experimenten: Deze experimenten volgen de precieze afstand tussen de aarde en de maan, waardoor subtiele variaties worden onthuld die worden veroorzaakt door zwaartekrachtinteracties.
- Ruimtemissies: Gegevens van verschillende ruimtevaartuigmissies hebben bijgedragen aan een uitgebreid begrip van de fysieke kenmerken van de maan.
- Modeltechnieken: Met behulp van geavanceerde computermodellen vergeleken de onderzoekers verschillende kerncomposities met de verzamelde observatiegegevens.
De modellen die het beste overeenkwamen met de waargenomen gegevens wezen op een aantal belangrijke bevindingen:
- Diepe mantelomslag: De modellen suggereren een actieve circulatie diep in de mantel van de maan: dichter materiaal zinkt naar het midden, terwijl minder dicht materiaal opstijgt. Er wordt gedacht dat dit proces, dat bekend staat als omvallen, de verspreiding van bepaalde elementen in vulkanische gebieden op de maan verklaart. Het team van Briaud voegt verder bewijs toe aan deze theorie.
- Aarde-achtige structuur: Het meest overtuigend was dat de gegevens een kernstructuur ondersteunden die opmerkelijk veel leek op die van de aarde: een vloeibare buitenkern die een vaste binnenkern omringt.
De geschatte straal van de buitenste kern bedraagt ongeveer 362 kilometer (225 mijl), terwijl de binnenste kern ongeveer 258 kilometer (160 mijl) meet, wat neerkomt op ongeveer 15% van de totale straal van de maan. De dichtheid van deze ijzerrijke binnenkern bedraagt ongeveer 7.822 kilogram per kubieke meter, dicht bij die van de binnenkern van de aarde.
Deze ontdekking weerspiegelt eerder onderzoek uit 2011 door NASA-wetenschapper Renee Weber, die ook bewijs vond van een solide binnenkern met behulp van geavanceerde seismologische analyse van Apollo-gegevens. Het team van Briaud versterkt deze conclusie nog meer.
De implicaties voor het begrijpen van de maan zijn diepgaand: de aanwezigheid van een vaste kern heeft aanzienlijke implicaties voor hoe en waarom de maan miljarden jaren geleden zijn magnetisch veld verloor. Magnetische velden ontstaan door de beweging en convectie van gesmolten materiaal in de kern, dus de samenstelling van de maankern is cruciaal om dit mysterie te ontsluiten.
Toekomstige maanmissies beloven meer direct seismisch onderzoek dat deze bevindingen definitief zal bevestigen.
