Edelgassen uit de aardmantel in maanbasalt
Edelgassen uit de aardmantel in maanbasalt
De gewelddadige botsing van de nog jonge aarde met een ander lichaam ter grootte van een planeet is verantwoordelijk voor de vorming van de maan. Een nieuwe studie levert nu nieuw bewijs voor deze theorie: neon en helium werden ontdekt in een meteoriet van de maan. Het is het eerste duidelijke bewijs dat de maan edelgassen van de aardmantel heeft geërfd.
|
Dunne sectie van een meteorietmonster, LAP 02436, Lunar Mare Basalt met glas dat de edelgassen van de zon bevat. afbeelding: ETH Zürich / Patrizia Weil [Groansicht] |
De maan heeft mensen altijd gefascineerd. Het was echter pas tijdens de regering van Galileo Galilei dat geleerden het correct begonnen te bestuderen. Door de eeuwen heen hebben onderzoekers verschillende theorieën naar voren gebracht over de vorming van de maan. Nu voegen geologen en petrologen uit Zürich een nieuw stukje van de puzzel toe aan de geschiedenis van de vorming van de maan.
In een nieuwe studie toonde het team aan dat de maan de edelgassen helium en neon van de aardmantel heeft geërfd. De nieuwe bevindingen zijn van invloed op de momenteel populaire “gigantische impact” -theorie, die wetenschappers gebruiken om de vorming van de maan te verklaren. Deze theorie gaat ervan uit dat de maan is ontstaan als gevolg van een enorme botsing tussen de vroege aarde en een ander hemellichaam. “Onze ontdekking betekent dat de edelgassen ook moeten worden opgenomen als een factor in de theorie van de gigantische impact”, zegt Henner Busemann, professor aan het Instituut voor Geochemie en Petrologie aan de ETH Zürich.
Voor het onderzoek analyseerde Boseman-promovendus Patrizia Weil zes monsters van maanmeteorieten. De meteorieten werden verzameld door NASA op Antarctica en ter beschikking gesteld van de onderzoeker voor haar onderzoek. Will bepaalde onder meer het gehalte aan de edelgassen neon en helium in deze meteorietmonsters. Ze waren in veel grotere overvloed aanwezig dan verwacht en alleen in doorlatend glas, waardoor de zonnewind als de bron van de edelgassen werd uitgesloten. Dus moesten ze van binnenuit de maan komen en uiteindelijk van de aarde erven. “Het is een opwindende ontdekking dat we voor het eerst edelgassen hebben gedetecteerd die niet worden aangedreven door de zonnewind in maanbasaltmaterialen,” zei Weil.
Op basis van hun nieuwe bevindingen stellen de onderzoekers zich het proces als volgt voor: De jonge maan was vulkanisch actief. Magma verzamelde zich en bevroor snel naar de oppervlakte. Door de snelle afkoeling werden glasdeeltjes gevormd waarin edelgassen als neon en helium werden bewaard. Lavastromen bedekten deze laag magma snel en beschermden deze tegen kosmische straling, vooral de zonnewind. Hierdoor konden de chemische elementen in de zonnewind niet worden opgeslagen in de glasdeeltjes en hun chemische vingerafdruk, de zogenaamde isotopische vingerafdruk, veranderen.
Maar hoe bereikte gesmolten maanmateriaal met edelgassen de aarde? Omdat de atmosfeer van de maan niet wordt beschermd, botsen asteroïden voortdurend met het oppervlak. Misschien was zo’n impact sterk genoeg om fragmenten uit de lavalagen te werpen die de maan beschermen. Deze rotsfragmenten kwamen naar de aarde in de vorm van meteorieten. Velen zijn te vinden in de woestijnen van Noordwest-Afrika of, zoals in dit geval, op Antarctica.
De onderzoekers voerden hun onderzoek uit in het Inert Gas Laboratory van ETH Zürich. Er is een moderne edelgasmassaspectrometer. Met behulp van het instrument kon het onderzoeksteam glasdeeltjes meten die kleiner zijn dan een millimeter van de meteorieten. Het is zo gevoelig dat het het enige instrument ter wereld is dat zulke lage concentraties helium en neon kan detecteren. Het werd ook gebruikt om deze edelgassen in de korrels van de Murchison-meteoriet te detecteren. Het graan is ongeveer zeven miljard jaar oud.
Weten waar je moet zoeken in NASA’s verzameling van ongeveer 70.000 meteorieten is cruciaal voor een project als dit. “Ik ben er vast van overtuigd dat er een race zal komen om de zware edelgassen en isotopen in deze meteoriet te bestuderen”, zegt Bosman, een van ’s werelds toonaangevende wetenschappers op het gebied van de geochemie van buitenaardse edelgassen. Binnenkort wordt van onderzoekers verwacht dat ze zoeken naar edelgassen zoals xenon en krypton, evenals andere vluchtige elementen zoals waterstof of halogenen in maanmeteorieten.
“Hoewel de edelgassen niet essentieel zijn voor het leven, zal het interessant zijn om te zien hoe ze de brute en gewelddadige vorming van de maan hebben overleefd. Deze kennis zou geochemische en geofysische chemici kunnen helpen nieuwe modellen te ontwikkelen die over het algemeen laten zien hoe deze zeer vluchtige elementen kunnen zijn”, zegt Bosman. Ze overleven de vorming van planeten in ons zonnestelsel en daarbuiten.”
Het team rapporteert zijn bevindingen in een gespecialiseerd artikel dat in het tijdschrift is gepubliceerd
wetenschappelijke vooruitgang Hij kwam tevoorschijn.
 |
 |
 |
 |
“Coffee fanatic. Gamer. Award-winning zombie aficionado. College student. Hardcore internet proponent. Twitter guru. Subtly charming bacon nerd. Thinker.”