In de bodem van het Zuidpool-Aitken-bekken, de grootste inslagkrater van de maan, liggen waarschijnlijk de antwoorden op eeuwenoude vragen over het ontstaan van de maan verborgen, blijkt uit nieuw onderzoek in Nature.

Zo’n 4,3 miljard jaar geleden, toen het zonnestelsel nog maar net bestond, sloeg een gigantische asteroïde in op de achterkant van de maan. Dit is het deel van de maan dat altijd van de Aarde is afgekeerd. De klap was zo enorm dat een krater ontstond van ruim 1900 kilometer in doorsnee, groter dan India. Als gevolg van de schuine inslag ontstond het Zuidpool-Aitken-bekken. De kom heeft een langwerpige, traanvormige vorm.

Een maan met twee gezichten

Planeetwetenschapper Jeffrey Andrews-Hanna en zijn team van de University of Arizona hebben ontdekt dat de krater niet van zuid naar noord is ontstaan, zoals lang werd gedacht, maar juist andersom. “De vorm van het bekken vernauwt naar het zuiden, wat erop wijst dat de inslag uit het noorden kwam”, legt Andrews-Hanna uit. “Dat betekent dat de Artemis-missies precies landen op de plek waar het meeste uitgestoten materiaal ligt. Dit is gesteente dat diep uit het binnenste van de maan komt.”

De studie geeft een nieuwe kijk op een mysterie dat wetenschappers al decennia bezighoudt: waarom de nabije zijde van de maan, die wij vanaf de Aarde zien, zo glad en donker is, terwijl de achterzijde vol kraters zit. Volgens de onderzoekers heeft dat verschil te maken met de nasleep van een oeroude magma-oceaan die ooit de hele maan bedekte. Terwijl die langzaam stolde, zonken zware mineralen naar beneden om de maanmantel te vormen. Lichtere mineralen bleven bovenop drijven en vormden de korst van de maan. Wat overbleef, was een laatste restje magma, rijk aan kalium, zeldzame aardmetalen en fosfor, dat bekend staat als KREEP (Kalium, Rare-Earth Elements, zoals uranium en thorium, en Phosfor).

Dit restje KREEP werd gesandwicht tussen de mantel en de korst. “Als je ooit een blikje frisdrank in de vriezer hebt laten liggen, zie je dat het suikerwater pas als laatste bevriest”, maakt Andrews-Hanna duidelijk. “We denken dat iets vergelijkbaars gebeurde met KREEP op de maan.” Die KREEP-rijke resten kwamen vooral terecht aan de kant die naar de Aarde is gericht. Dat zorgde voor extra warmte en vulkanische activiteit en uiteindelijk is zo waarschijnlijk het ‘maangezicht’ ontstaan dat wij zelfs met het blote oog kunnen onderscheiden bij volle maan.

Een radioactieve hint

De nieuwe analyse van het Zuidpool-Aitken-bekken bevestigt dat beeld. Aan de westkant van de krater stuitten de onderzoekers op radioactief thorium, een element dat relatief veel voorkomt in KREEP-materiaal. Aan de oostkant van de krater is er nauwelijks thorium te bekennen. “Onze studie laat zien dat de verdeling van die stoffen precies overeenkomt met wat er uit de modellen rolt, als we de laatste fasen van de magma-oceaan doorrekenen”, zegt Andrews-Hanna. “De laatste resten van dat vloeibare gesteente verzamelden zich aan de voorzijde, maar een dun laagje bleef achter aan delen van de achterkant, precies waar we het thoriumrijke uitgeworpen puin zien.”

Volgens hem kan dit verklaren waarom de maan zulke sterke chemische en structurele verschillen heeft tussen haar twee helften. De dikke korst aan de verre zijde perste het resterende magma naar de andere kant, “zoals tandpasta die uit een tube wordt gedrukt”.

Maanmonsters

Als de Artemis-astronauten over een aantal jaar terugkeren met maangrondmonsters, kunnen we eindelijk de proef op de som nemen en bevestigen wat de satellietdata suggereren. “Die monsters zullen overal ter wereld worden onderzocht, ook bij ons in Arizona”, besluit Andrews-Hanna. “Met Artemis weten we precies waar het materiaal vandaan komt. Dat maakt het mogelijk om het ontstaan van de maan beter te begrijpen dan ooit tevoren.”

De achterkant van de maan
De verre zijde of achterkant is het deel van de maan dat altijd van de Aarde is afgekeerd, omdat de Maan in een synchrone rotatie om de Aarde draait. Veel mensen denken (met dank aan Pink Floyd) dat de verre zijde de “donkere kant” is, maar dat klopt niet. Beide zijden worden door de zon verlicht, maar de achterkant is simpelweg niet zichtbaar vanaf de Aarde. De verre zijde ontvangt evenveel zonlicht als de voorkant en kent ook een dag-nachtcyclus van ongeveer vier weken, net als de zijde die we wel zien. De achterkant is rotsachtiger en heeft veel meer kraters. De voorkant bestaat juist uit grote, donkere vlaktes (mária genoemd).