Magmamateriaal van de maan bevat meer zware zinkisotopen dan materiaal van de aarde, Mars of primitieve meteorieten. Dat schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature. De ontdekking bevestigt een theorie die het gebrek aan vluchtige elementen op de maan verklaart en biedt voer voor nieuwe speculaties over het ontstaansmechanisme van de maan.

De analyse van samples na de eerste maanmissies maakten duidelijk dat de maan erg weinig vluchtige elementen bevat. In de astrochemie wordt een element als vluchtig beschouwd als het bij een relatief lage temperatuur condenseert, namelijk beneden de duizend graden Celsius.

De onderzoekers bestudeerden zinkisotopen in diverse magmagesteenten van de maan. De verhouding van zinkisotopen ⁶⁶Zn en ⁶⁴Zn bleek nagenoeg constant te zijn, zelfs in magma dat als het meest representatief voor het binnenste van de maan wordt gezien. Bovendien blijkt de maan relatief meer zink-66 te bevatten dan de aarde, Mars of primitieve meteorieten.

Hoe de zinkisotopen op de maan precies zwaarder werden is niet duidelijk maar dit wordt voorspeld in diverse processen waarbij vluchtige elementen verdwijnen. Het Nature artikel en het bijbehorende commentaar beschrijven een theorie waarin een jonge aarde en een andere planeet op elkaar botsten: uit het puin van die botsing zou de maan zijn ontstaan. Het puin zou dan bestaan uit gesmolten silica en gassen die deels verloren gaan naar de omgeving. De lichtere isotoop (⁶⁴Zn) kan makkelijker ontsnappen naar de gasfase en uiteindelijk zal een chemisch evenwicht ontstaan waarin de gesmolten fase relatief meer ⁶⁶Zn zal bevatten dan het gas. Gasverlies zal volgens deze theorie dus altijd leiden tot een maan met een zwaardere isotoopverhouding dan het originele puin. Bovendien heeft ⁶⁴Zn een hogere gemiddelde snelheid en zal dus makkelijker aan de maanzwaartekracht kunnen ontsnappen dan zijn zwaardere broertje.

Deze zogenaamde ‘Giant Impact’ theorie werd in 1975 bedacht en sindsdien is er gezocht naar de nu ontdekte isotoopverhouding, omdat die de theorie zou bevestigen. Twintig jaar geleden werd al vergeefs naar kaliumisotopen gekeken en daarna bleek de isotoopverhouding van chloor wel verzwaard maar niet constant. In het huidige onderzoek werd zowel titaniumrijk als titaniumarm maangesteente geanalyseerd om zo de extremen in de samenstelling van maangesteente te ondervangen. De isotopenverhouding bleek constant in alle onderzochte maansamples.

Paniello en collega’s menen dat hun vondst zelfs implicaties heeft voor de oorsprong van de aarde, omdat het ontstaan van de maan daar volgens de Giant Impact theorie nauw mee samenhangt.

Bron: Nature