Miljarden jaren lang hebben wetenschappers het verhaal van de vorming van onze maan in elkaar gezet: een cataclysmische botsing tussen de vroege aarde en een object ter grootte van Mars, genaamd Theia. Nu bevestigt nieuw onderzoek waar deze planeetveranderende impactor vandaan kwam: de warmere, binnenste gebieden van ons zonnestelsel.
De botsing die alles veranderde
Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden botste Theia tegen de proto-aarde, waardoor een groot deel van beide lichamen verdampte. Het resulterende puin vloeide uiteindelijk samen en vormde samen met haar maangenoot de aarde die we vandaag de dag kennen. Maar het mysterie bleef: wat was de geboorteplaats van Theia? Het antwoord ligt in de chemische vingerafdrukken die bewaard zijn gebleven in de aardmantel, de maan en oude meteorieten.
Isotopenverhoudingen als kosmische vingerafdrukken
Onderzoekers van het Max Planck Instituut en de Universiteit van Chicago analyseerden de isotopenverhoudingen (variaties in het aantal neutronen in elementen) die worden aangetroffen op de aarde, maanmonsters en meteorieten. Deze verhoudingen fungeren als een unieke identificatie en onthullen waar een hemellichaam is gevormd. Net als een slecht gemengd cakebeslag hadden verschillende regio’s van het vroege zonnestelsel verschillende chemische samenstellingen.
De belangrijkste bevinding? De aardmantel bevat ijzer dat waarschijnlijk na de oorspronkelijke formatie van de planeet, geleverd door Theia, arriveerde. Maar de isotopische signatuur van Theia komt met geen enkele bekende bouwsteen van onze planeet overeen. Dit suggereert dat het geen willekeurige zwerver uit het buitenste zonnestelsel was. In plaats daarvan wijst het bewijsmateriaal op een buurman van de binnenste schijf, dichter bij de zon dan de aarde zelf.
Oorsprong van het binnenste zonnestelsel bevestigd
Meteorieten dienen als kosmische tijdcapsules, ingedeeld naar oorsprong. Niet-koolstofhoudende (NC) meteorieten komen uit het binnenste zonnestelsel en worden gebakken door de hitte van de zon. Koolstofhoudende chondrieten (CC) werden gevormd in koudere streken en hielden koolstof en water vast. De verhoudingen van de isotopen van de aardmantel komen overeen met NC-meteorieten, maar de signatuur van Theia blijft verschillend.
‘Het meest overtuigende scenario is dat de meeste bouwstenen van de aarde en Theia hun oorsprong vinden in de binnendelen van het zonnestelsel’, legt Timo Hopp, hoofdauteur van het onderzoek, uit. Dit betekent dat de Aarde en Theia waarschijnlijk buren waren in het vroege zonnestelsel, en vóór hun gewelddadige ontmoeting een gemeenschappelijke oorsprong deelden.
De nasleep van deze botsing leverde ons onze maan op, die nog steeds van de aarde wegdrijft met een gletsjertempo van 4,5 centimeter per jaar. De ontdekking van de oorsprong van Theia verduidelijkt niet alleen de vorming van de maan, maar verdiept ook ons begrip van de chaotische vroege stadia van ons zonnestelsel.
