De maan is het eenvoudigste lichaam in het zonnestelsel dat we elke dag met het blote oog waarnemen. Heb je je ooit afgevraagd over de donkere en lichte vlekken op het oppervlak? Heb je er ooit over nagedacht wat onze naaste buur is?
Men denkt dat de maan is gevormd uit het puin van een kleine planeet die in botsing kwam met de aarde. Omdat de samenstelling van andere planeten in het zonnestelsel verschilt van die van de aarde, werd verwacht dat de samenstelling van de maan ook zou verschillen van die van de aarde. Verrassend genoeg lijken de samenstelling van de aarde en de maan erg op elkaar.
Wetenschappers hadden veel modellen voorgesteld voor de oorsprong van de maan, maar sinds de jaren tachtig is er een focus op het meest veelbelovende model, het zogenaamde "gigantische impact" -paradigma. Volgens het "gigantische impact" -model leidde een botsing tussen een kleine Mars-achtige planeet (genaamd Theia) en de oude aarde tot de maan. Een deel van het puin van de botsing viel terug op de aarde, een deel werd in de ruimte verspreid en de rest ging in een baan rond de aarde. Dit in een baan om de aarde draaiende puin werd later samengevoegd tot één enkel object: de maan.
Eerder werd aangenomen dat het grootste deel van het materiaal dat uiteindelijk de maan vormde, afkomstig was van het botslichaam, de kleine Mars-achtige planeet genaamd Theia, en dat slechts een kleinere fractie afkomstig was van het getroffen lichaam, in dit geval de aarde. Daarom werd volgens het "gigantische impact" -model verwacht dat de samenstelling van de maan heel anders zou zijn dan die van de aarde, maar vergelijkbaar zou zijn met de andere lichamen in het zonnestelsel, zoals asteroïden en Mars.
Er zijn echter aanwijzingen dat het anders is - in termen van samenstelling zijn de aarde en de maan bijna tweelingen en hun composities zijn bijna hetzelfde, met maximaal enkele delen op een miljoen. Deze tegenstrijdigheid daagt het model van de "gigantische impact" uit. Nu hebben wetenschappers een nieuw antwoord op dit mysterie bedacht.
In tegenstelling tot de traditionele studies die zich alleen richtten op de samenstelling van de laatste planeten, werd in de recente studies niet alleen gekeken naar de uiteindelijke planeten, maar ook naar de samenstelling van de impactoren op deze planeten. Dientengevolge blijkt dat de planeten en de lichamen die ermee in botsing komen in veel gevallen een zeer vergelijkbare samenstelling hebben, ook al zijn ze onafhankelijk gevormd. De overeenkomst tussen de maan en de aarde komt dus voort uit de overeenkomst tussen Theia waaruit de maan werd gevormd en de aarde.
De aarde en Theia zijn in dezelfde regio gevormd en hebben daarom vergelijkbaar materiaal verzameld. Ze lijken tijdens hun groei sterk vergelijkbare omgevingen te hebben gedeeld dan alleen twee niet-verwante lichamen. Deze vergelijkbare leefomgevingen leidden er ook toe dat ze uiteindelijk in botsing kwamen; en het materiaal dat grotendeels uit Theia werd uitgestoten, vormde uiteindelijk de maan.
De maan is gemaakt van veel van dezelfde dingen die we hier op aarde vinden. Wetenschappers bestudeerden de maanstenen die werden meegebracht door de Apollo-astronauten. Hun tests toonden aan dat de rotsen van de maan vergelijkbaar zijn met drie soorten stollingsgesteenten die hier op aarde worden gevonden: basalt, anorthosites en Breccias.
Wetenschappers hebben op de maan drie mineralen gevonden die niet op aarde voorkomen. Dit zijn: Armalocolite, Tranquillityite en Pyroxferroite.
Het oppervlak van de maan
Maan is niet gemaakt van kaas zoals we in kindersprookjes hebben gehoord. Net als andere hemellichamen in het zonnestelsel, bestaat de maan uit een rotsachtig oppervlak en is bedekt met dode vulkanen, inslagkraters en lavastromen.
Al vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel leden alle planeten en manen onder een periode van hevig bombardement van asteroïden en meteorieten die werden gevangen door hun zwaartekracht. Vanwege een schaarse atmosfeer werden ze niet verbrand, maar stortten ze neer op het oppervlak, waardoor er talloze kraters achterbleven. Tycho Crater is meer dan 52 mijl breed.
Gedurende miljarden jaren hebben deze inslagen het oppervlak van de maan vermalen tot fragmenten, variërend van enorme rotsblokken tot poeder. De korst van de maan is bedekt met een puinhoop van houtskoolgrijs, poederachtig stof en rotsachtig puin dat de maanregoliet wordt genoemd. Daaronder is een gebied van gebroken gesteente dat megaregolith wordt genoemd.
De lichte delen van de maan staan bekend als de hooglanden en de donkere delen van de maan staan bekend als maria (Latijn voor zeeën). Het zijn een soort oceanen, maar in plaats van water bestaan ze uit poelen van verharde lava. In het begin van de geschiedenis van de maan was het binnenste voldoende gesmolten om vulkanen te produceren, hoewel het snel afkoelde en hard werd. Toen asteroïden die groot genoeg waren door de korst braken, barstte ook lava van het oppervlak.
De korst van de maan is ongeveer 60 tot 100 kilometer dik. De regoliet aan de oppervlakte kan zo ondiep zijn als 10 voet (3 meter) in de maria of zo diep als 66 voet (20 meter) in de hooglanden.
Weet je waarom in de beelden van moonwalks astronauten bijna over het oppervlak lijken te stuiteren? Dit komt omdat de zwaartekracht op het oppervlak van de maan een zesde van die van de aarde is.
De temperatuur bereikt ongeveer 260 graden Fahrenheit (127 graden Celsius) in de volle zon, maar in het donker dalen de temperaturen tot ongeveer -280 graden Fahrenheit (-173 graden Celsius).
Onder de oppervlakte
Net als de aarde heeft de maan een kern, een mantel en een korst.
Diep in het binnenste heeft de maan een solide ijzeren kern. De kern heeft een straal van 240 kilometer; het is verhoudingsgewijs kleiner dan de kern van andere terrestrische lichamen. De vaste, ijzerrijke binnenkern is omgeven door een buitenste laag van gedeeltelijk gesmolten vloeistof. De buitenste kern kan zich uitstrekken tot 310 mijl (500 kilometer). De binnenkern vormt slechts ongeveer 20 procent van de maan, vergeleken met de 50 procent kern van andere rotsachtige lichamen.
De mantel strekt zich uit van de bovenkant van de gedeeltelijk gesmolten laag tot aan de onderkant van de maankorst. Het is hoogstwaarschijnlijk gemaakt van mineralen zoals olivijn en pyroxeen, die bestaan uit magnesium-, ijzer-, silicium- en zuurstofatomen.
De buitenste laag is de korst met een dikte van ongeveer 70 kilometer op het nabije halfrond van de maan en 150 kilometer aan de andere kant. Het is gemaakt van zuurstof, silicium, magnesium, ijzer, calcium en aluminium, met kleine hoeveelheden titanium, uranium, thorium, kalium en waterstof.
Het grootste deel van het binnenste van de maan bestaat uit de lithosfeer, die ongeveer 620 mijl (1.000 km) dik is. Omdat dit gebied vroeg in het maanleven smolt, leverde het het magma dat nodig was om lavavlaktes op het oppervlak te creëren en actieve vulkanen te vormen. Na verloop van tijd koelde het magma echter af en stolde het, waardoor het vulkanisme op de maan eindigde. Nu zijn alle actieve vulkanen inactief en zijn ze al miljoenen jaren niet uitgebarsten.
De maan van de aarde is de op een na dichtste in het zonnestelsel, geslagen door de maan van Jupiter, Io. De scheiding van het binnenste in lagen werd waarschijnlijk veroorzaakt door de kristallisatie van een magma-oceaan kort na zijn vorming.
De maan heeft een zeer dunne en zwakke atmosfeer, een exosfeer genaamd. Het biedt geen enkele bescherming tegen de straling van de zon of de inslagen van meteoroïden.
De nabije en verre kant van de maan
De maan van de aarde heeft een 'nabije kant' die voortdurend naar de aarde is gericht en een 'verre kant', die altijd van de aarde af is gericht. De samenstelling van de nabije zijde van de Maan is merkwaardig verschillend van de andere zijde.
Op de eeuwig naar de aarde gerichte zijde van de maan, kan men op een willekeurige dag of nacht donkere en lichte vlekken ('maria') waarnemen met het blote oog. De andere kant is zwaar bekraterd maar heeft bijna geen maria. Slechts 1% van de andere kant is bedekt met maria, vergeleken met ~ 31% voor de andere kant.
