Een halve eeuw nadat er voor het laatst iemand voet op het oppervlak zette, hebben wetenschappers kunnen achterhalen hoe de kern van de maan eruitziet. Net als de aarde blijkt onze natuurlijke satelliet een vaste kern te hebben.
De mensheid bestudeert de maan al eeuwen. Eerst met het blote oog en telescopen vanaf de aarde. En sinds een paar decennia ook met robotwagentjes, ruimtesondes en zelfs menselijke verkenners. Toch heeft dit dichtstbijzijnde hemellichaam nog geheimen voor ons.
Een aantal raadsels betreffen het hart van de maan. Het was bijvoorbeeld onduidelijk hoe groot de kern van de maan is, en of deze vloeibaar is of vast. Op die vragen hebben Franse onderzoekers nu een antwoord gevonden. Hun resultaten verschenen in het vakblad Nature.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
De maan blijkt een vaste binnenkern te hebben met een diameter van 500 kilometer – ongeveer 15 procent van de totale diameter van de maan. De gemeten dichtheid van dit hart wijst erop dat het bestaat uit ijzer. Het onderzoek bevestigt ook eerdere metingen waaruit bleek dat rondom de kern een vloeibare buitenkern stroomt van enkele tientallen kilometers dik.
Ruimtemissies
In 2011 analyseerden onderzoekers van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA de data van seismometers die Apollo-astronauten op het oppervlak van de maan hadden geplaatst. Daaruit bleek dat er, net als op aarde, ondergrondse bevingen voorkomen: maanbevingen. De analyses van die maanbevingen gaven een eerste inkijkje in het binnenste van de maan. Ze wezen erop dat de maan waarschijnlijk een vaste kern had met een diameter van ongeveer 480 kilometer.
De Franse onderzoekers hebben nu verschillende metingen en analysetechnieken gebruikt om dit model van de maankern te testen. Ze combineerden metingen van ruimtesondes in een baan om de maan met die van robotwagentjes en astronauten op het maanoppervlak. Een van de datasets kwam bijvoorbeeld van de GRAIL-missie (Gravity Recovery And Interior Laboratory), waarbij rond de jaarwisseling 2011-2012 twee ruimtevaartuigen in een baan om de maan vlogen om lokale variaties in het zwaartekrachtveld te meten. Die variaties geven inzicht in de interne structuur en samenstelling van de maan.
Die verzameling van metingen stopten ze vervolgens in computermodellen die uitrekenen welke theoretische samenstelling van de maankern goed past bij de metingen. Het best passende model komt overeen met de NASA-bevindingen: een vaste kern met een diameter van 500 kilometer.
Mantel
Het Franse onderzoek zegt ook iets over materiaalstromen in de mantel, de laag tussen de kern en het maankorst. Theoretici voorspellen dat het zwaardere materiaal in deze mantel geleidelijk naar binnen is gezakt, waarbij het lichtere materiaal richting het oppervlak werd gestuwd. Het nieuwe onderzoek ondersteunt dat idee. Dat zou ook de samenstelling vam het vulkanische materiaal op het maanoppervlak verklaren.
De Franse onderzoekers komen dus niet met grote verrassingen. Wel onderbouwen ze bestaande theorieën en vermoedens, waardoor er een duidelijk beeld ontstaat over het binnenste en de evolutie van onze maan.
