De maan krimpt en maanbevingen vinden vermoedelijk nog plaats

De maan krimpt en daarom vinden er nu nog steeds maanbevingen plaats, mogelijk tot 5 op de schaal van Richter. Dat blijkt uit onderzoek naar metingen van seisometers die door de Apollo missies geplaatst zijn. Dat er seismische activiteit is geweest, dat wisten we al. Maar men ging er van uit dat de bevingen vrij gering waren.

Hoe komt het dat we nu pas geleerd hebben dat die maanbevingen krachtiger zijn en dat de maan krimpt? Dat komt omdat wetenschappers nu een algoritme gebruikt hebben om met een seismisch netwerk van weinig instrumenten, zoals die van Apollo, toch de lokatie van een beving te kunnen vinden. En ze vonden dat 8 van 28 ondiepe bevingen binnen 30 km afstand van op foto’s gevonden breuklijnen voorkwamen.

Zes van de 8 bevingen bij die breuklijnen vonden plaats toen de maan zich op haar verste punt in haar baan om de Aarde bevond. Op dat moment is de spanning als gevolg van getijdewerking op de maan het hoogst. Dat de maan krimpt blijkt uit het soort seismische activiteit.

Seismometers werden geplaatst op de Apollo 11, 12, 14, 15 en 16 missies. Die van Apollo 11 viel na 3 weken uit. De metingen geplaatst op de andere Apollo missies werden gevolgd tot in 1977, toen ze uitgezet werden. Apollo 17 astronauten Gene Cernan en Harrison Schmitt reden bovendien met hun Lunar Rover langs een klif (“Lee-Lincoln fault scarp”) die vermoedelijk ontstaan is als gevolg van het krimpen van de maan.

 

Bronnen:

https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/moonquakes

 

Magma is misschien het antwoord op de vraag hoe de maan gevormd werd

Zelfs 50 jaar na Apollo 11 blijven er vragen over hoe de maan is ontstaan. De gangbare theorie is dat 50 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel een protoplaneet ter grootte van Mars, Theia genoemd, op onze jonge planeet ingeslagen is. Als je die theorie test in een computersimulatie krijg je een maan die voornamelijk bestaat uit het materiaal van Theia. Uit 382 kilogram aan monsters die de Apollo vluchten terug brachten bleek dat de maan voornamelijk uit hetzelfde materiaal als de Aarde bestaat. Dus wat klopt er niet?

Wetenschappers uit Japan en de V.S. zeggen nu dat in de bestaande modellen een ding over het hoofd gezien is: de Aarde was in die tijd bedekt met een zee van magma, terwijl Theia al een vast object was. Na de inslag werd het magma nog meer verhit en zette het uit. Als je dat gegeven in de computersimulatie meeneemt, dan komt dat magma in een baan rond de Aarde en vormt een maan met 80% materiaal van de Aarde.

Zulke computersimulaties worden trouwens uitgevoerd in supercomputers die de trajecten van miljoenen tot miljarden deeltjes kunnen berekenen. Voor een wetenschappelijk artikel zoals deze worden bovendien vele variabelen getest om te zien of de theorie dan nog steeds stand houdt. Hierna zullen andere wetenschappers waarschijnlijk de theorie willen testen, bijvoorbeeld met monsters die met Apollo verzameld zijn.

Bron:

https://phys.org/news/2019-04-magma-key-moon-makeup.html

Credits afbeelding: Hosono, Karato, Makino en Saitoh

Moeten we een groot deel van de achterkant van de maan reserveren voor radio astronomie?

De komende jaren zullen we meer en meer missies naar de maan gaan zien. En de eerste landing op de achterkant van de maan is sinds begin dit jaar ook een feit. Dat is mooi, maar een aantal wetenschappers roept nu op een groot stuk van de achterkant van de maan niet te gebruiken. Ze gaan dit zelfs bepleiten bij de Verenigde Naties. De reden is dat de achterkant van de maan ideaal is voor radio astronomie in golflengten die op Aarde te vervuild zijn om te gebruiken.

Zodra er ruimtemissies landen, begint de vervuiling door communicatie over radio. Op Aarde zijn grote delen van het radiospectrum al zodanig overstemd door communicatiesatellieten en Aardse bronnen, dat radioastronomie daarin niet mogelijk meer is. De wetenschappers stellen daarom voor een cirkel aan de achterkant van de maan ter grootte van 1820 km alleen te gebruiken voor dit onderzoek.

1-s2.0-S0094576517316478-gr1_lrg.jpg
De Protected Antipode Circle waar een zone zou moeten komen, vrij van radioverkeer.

Deze zogenaamde antipode cirkel ligt precies aan de andere kant ten opzichte van de Aarde. Daar zijn ze onbereikbaar voor radiocommunicatie van Aarde, van missies op de maan en van satellieten rond de L4 en L5 Lagrange punten. (Verstoring van het L2 Lagrange punt achter de maan is echter onvermijdelijk.)

In de Daedelus krater, nabij het centrum van de achterkant van de maan, kan dan een radio observatorium opgezet worden. Zo zou daar weer ongestoord radio astronomie bedreven kunnen worden. Frequenties van molekulen zoals waterdamp, waterstof, methanol en formaldehyde kunnen dan weer bestudeerd worden. Ook de zoektocht naar buitenaardse beschavingen (SETI) is daar beter mogelijk.

http://www.leonarddavid.com/moons-farside-call-for-radio-noise-free-environment/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576517316478

 

Ooit blijkt het water op de maan verdampt te zijn, maar waardoor is niet duidelijk

Een grote onbeantwoorde vraag in de astronomie is “waar komt het water op Aarde vandaan?” Eerst dachten we dat het van kometen kwam, want die bestaan voor een groot deel uit waterijs. Maar de Rosetta missie liet zien (m.b.v. het deuterium gehalte) dat dat niet de bron was. Asteroïden waren de tweede kandidaat. We hebben inmiddels waterrijke asteroïden gevonden, zoals Bennu, waar NASA’s OSIRIS-REx missie om draait.

Stel dat water van asteroïden afkomstig is, kwam dat dan voor of na de vorming van de maan op Aarde? De maan is waarschijnlijk ontstaan enkele tientallen miljoenen jaren na de inslag van een protoplaneet ter grootte van Mars (Theia genaamd) op de jonge Aarde. Als het water voor deze botsing bestond, dan moet je dit in gesteente van zowel de Aarde als de maan vinden. Uit onderzoek naar kleine hoeveelheden zuurstof en stikstof in maangesteente blijkt dat dit het geval te zijn. Wat leidt naar de volgende vraag: waar is het water op de maan dan gebleven?

onstaan_maan.PNG
Een tekening hoe de maan ontstaan zou kunnen zijn.

Even voor de goede orde: we hadden geen oceanen op de maan verwacht. Door gebrek aan een atmosfeer en magnetisch veld, zou die allang verdampt zijn. Maar we hadden wel veel meer water verwacht dat ingesloten raakte in gesteente. Maar het gesteente wat door Apollo meegebracht werd, is kurkdroog te noemen.

In een Europees wetenschappelijk project genaamd PRISTINE, is met grote nauwkeurigheid gekeken naar isotopen van zwaardere elementen. Waarom? Er zit zelfs zo weinig water in maangesteente, dat er lastig nauwkeurige metingen mee gedaan kunnen worden. In plaats daarvan onderzoek gedaan hebben naar relatief vluchtige stoffen als zink en kalium, die bij voldoende verhitting (denk lava) verdampen. Wat blijkt? In maangesteente bevinden zich naar verhouding meer zwaardere isotopen van deze elementen dan in Aards gesteente. Dat wijst erop dat vluchtige stoffen, zoals water, kalium en zink, in de geschiedenis van de maan in grote mate zijn verdampt (de lichtere elementen en isotopen het eerst).

Aan de hand van de isotopen kan een inschatting gedaan worden bij welke temperatuur water op de maan verdampt is. Men komt uit op 1.200 graden Celsius. Dat is veel lager dan de temperaturen die je kunt verwachten bij grote inslagen. Dus de oorzaak moet ergens anders gezocht worden. Bovendien heeft een ander wetenschappelijk team onderzoek gedaan naar monsters van Apollo 17, specifiek de laag die ontstaan is bij meteorietinslagen. En daarbij blijkt de isotopenverhouding niet verandert te zijn. Het totale onderzoek moet nog gepubliceerd worden.

We zijn dus weer een stapje dichter bij het antwoord op de vraag waar onze oceanen vandaan komen, maar het levert weer nieuwe mysteries op.

Bron:

https://horizon-magazine.eu/article/moon-s-water-where-did-it-come-and-where-did-it-all-go.html

NASA vraagt commerciële partijen een maanlander te ontwikkelen

NASA heeft vorige week plannen bekend gemaakt waarmee ze in 2028 een eerste bemanning op de maan wil zetten. Het is eigenlijk een verlanglijstje die NASA vraagt aan commerciële partijen. Ze vragen om een “Human Landing System” te bouwen. Dit systeem bestaat uit drie delen: een afdalingsmodule, een herbruikbare lanceermodule die astronauten weer naar een baan rond de maan brengt en een eveneens herbruikbaar Transfer voertuig dat de astronauten naar Aarde brengt.
Bedrijven kunnen intekenen om een of meerdere onderdelen te bouwen. De afdalingsmodule moet al in 2024 zijn eerste onbemande test maken.
Scott Manley heeft een aardige video waarin het systeem verder wordt uitgelegd (en getest in het spel Kerbal Space Program).
Bronnen:

 

Chang’e 4 en Yutu 2 gaan weer aan de slag na een koude nacht op de maan

De ochtend is inmiddels al weer aangebroken voor de Chinese maanlander Chang’e 4 en de rover Yutu 2. Er schijnt weer licht op de zonnepanelen en dus kan er weer wetenschap bedreven worden in de Von Kármán krater.

De nacht is wel kouder geweest dan men gedacht had: -190 graden. Dit lager dan de gegevens die verkregen werden door de Apollo missies aan de voorkant van de maan. Mogelijk heeft het iets te maken met het verschil in samenstelling tussen voor- en achterkant. Daar gaat zeker onderzoek naar gedaan worden.

https://gbtimes.com/change-4-lander-and-yutu-2-awaken-on-the-lunar-side-after-enduring-1900c

De laatste 290 miljoen jaar kwamen er beduidend meer asteroïden onze kant op.

De laatste 290 miljoen jaar laten meer inslagen op Aarde en de maan zien, dan de 350 miljoen jaar ervoor. Het gaat om een belangrijke stijging in het aantal inslagen: 2,6 keer meer. Wetenschappers gingen er oorspronkelijk van uit dat er op Aarde minder kraters met een leeftijd tussen 650 en 300 miljoen jaar te vinden waren, omdat ze geërodeerd waren. Een team van astronomen besloot daarom de maan eerst te onderzoeken. Maar eerst moesten ze de leeftijden van maankraters vast zien te stellen.

Dat werd mogelijk dankzij een radiometrisch instrument aan boord van NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter, die in 2009 in een baan rond de maan kwam. Dat instrument meet de warmte die gesteente uitstraalt. Het doet die metingen aan de nachtzijde van de maan. Rotsen geven veel meer warmte af dan gruis. Zo hebben ze kunnen bepalen hoe snel rotsen die door inslagen worden weggeschoten tot stof vergaan als gevolg van micrometeorieten. Nu konden ze met hetzelfde instrument de leeftijden van kraters bepalen. Daaruit bleek de verhoging van inslagen in de laatste 290 miljoen jaar.

Maar gold dit ook voor de Aarde? Hiervoor wenden zij zich tot zogenaamde kimberliet pijpen, die zijn achtergelaten door lang uitgedoofde vulkanen. Men onderzocht kimberliet pijpen in een gebied in Canada en kon hiermee aantonen hoe snel erosie plaats vindt. Het bleek dat 650 miljoen jaar oude kimberliet pijpen weinig erosie ondergaan hadden. Dit wijst erop dat zulke oude kraters nog best intact zouden kunnen zijn.

Hoe verklaren de wetenschappers deze verhoging in inslagen? Daar hebben ze nog geen antwoord op. Ze vermoeden dat er zo’n 300 miljoen jaar geleden een botsing is geweest in de asteroïdengordel, dat onze kant op gekomen is.

https://phys.org/news/2019-01-scientists-moon-craters-earth-impact.html