Stel je maar eens voor: een heldere winternacht, duizenden fonkelende sterren die een schitterende Melkweg vormen, en om het geheel af te maken een mooie volle maan – die grotendeels in de fik staat. Fictie of toekomstmuziek?

Hoewel we hier op de aarde van tijd tot tijd opgeschrikt worden door heftige vulkaanuitbarstingen, heeft onze trouwe partner, de maan, daar geen last van. Maar er is wel degelijk magma in de kern aanwezig. Wetenschappers van onder meer de Vrije Universiteit Amsterdam hebben ontdekt hoe het komt dat de maan (nog) geen actieve vulkanen heeft: dankzij de het gewichtvan het vloeibare gesteente in de kern.

Namaak-maansteen

De wetenschappers melden dit in Nature Geosciences na het analyseren van maangesteente. En juist daarin zit een leuk aspect van dit onderzoek: de wetenschappers maakten gebruik van synthetische maanstenen – namaak dus. Hoewel we dankzij de Apollomissies wel maanstenen op aarde hebben (380 kilogram in totaal), is het spul niet bepaald voorradig bij de plaatselijke Intratuin. Door de samenstelling van echte maanstenen te analyseren, hebben de wetenschappers een recept gemaakt om maansteen te ‘koken’.

“Maansteen kun je prima in het laboratorium namaken”, zegt verantwoordelijk onderzoeker Wim van Westrenen (VU) tegenover KIJK. “De chemische samenstelling van door de Apollo-astronauten meegebrachte stenen is op aarde heel nauwkeurig gemeten door de steen in zuren op te lossen en de inhoud te analyseren. We hebben dus een recept. In het lab mengen we de componenten van de maansteen – zoals kwartszand en kalk – in precies de juiste hoeveelheid. Vervolgens smelten we de ingrediënten bij een temperatuur van meer dan 1500 graden Celsius. Door de samenstelling van onze kookkunsten te vergelijken met het origineel, kunnen we precies zien hoe goed we daarin zijn geslaagd.”

Dit synthetische gesteente hebben de wetenschappers vervolgens in een drukpers gestopt en tegelijkertijd met een sterke elektrische stroom verhit om de omstandigheden in de kern van de maan na te bootsen. Dat is een druk van 45.000 bar en een temperatuur van 1500 graden Celsius. Door ’s werelds felste röntgenstraal door het monster heen te sturen, werd de dichtheid gemeten. De resultaten werden ingevoerd in een computersimulatie om een compleet plaatje te krijgen van het magma in de maan.

Omgedraaide vulkaan

Wat blijkt: het nog aanwezige magma is dankzij de aanwezigheid van titanium zwaarder dan het omringende gesteente. Hierdoor blijft het in de mantel en maakt het zelfs een neerwaartse beweging, in plaats van de gangbare opwaartse beweging: een beetje als een omgedraaide vulkaan. Dit magma, dat rijk is aan het element titaan, zal nooit de weg naar boven vinden – tenzij de samenstelling verandert en het magma lichter wordt.

Als dat laatste gebeurt, dan is vulkanische activiteit op het maanoppervlak in theorie mogelijk, zegt Van Westrenen. “Het titaanrijke magma is aan het stollen, omdat de maan als geheel afkoelt. Het titaan blijft dan in de diepte achter en het magma wordt lichter, waardoor dat in principe omhoog wil. De kans bestaat dat het te weinig magma is om transport naar boven mogelijk te maken. Maar, mocht het ooit gebeuren, dan hebben wij er een mooie verklaring voor klaarliggen.”

Bronnen: Nature Geosciences, VU Amsterdam, ESRF, USRA

Beeld: K3nna/CC BY 2.0