AARDE EN MAAN WIM VAN WESTRENEN ROB DE MEIJER

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "AARDE EN MAAN WIM VAN WESTRENEN ROB DE MEIJER"

Nienke van den Brink
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 AARDE EN MAAN WIM VAN WESTRENEN ROB DE MEIJER OVERZICHT Aardwetenschappers en de Maan Maanwetenschap De Maan en de Aarde: Modellen voor Maanvorming Problemen met de Grote Botsing Een nieuw idee De nieuwste botsingsmodellen (die de problemen niet oplossen!) 2 Aarde en Maan 1

2 HOE WORDEN PLANETEN GEBOREN? HOE VERLOOPT PUBERTIJD? 3 De Maan WAAROM DE MAAN? (1) Unieke positie vergelijkend planeetonderzoek (2) Maan cruciaal voor modellen van de jonge Aarde 4 Aarde en Maan 2

3 Theia Aarde Grote botsing 5 COMPUTERMODELLEN VAN DE GROTE BOTSING 6 Aarde en Maan 3

4 MAANWETENSCHAP APOLLO MAANLANDINGEN ( ) 7 Aarde en Maan DROGE ZANDBAK MET STENEN 8 De Maan 4

5 MAANSTENEN: ZWART 9 De Maan MAANSTENEN: WIT 10 De Maan 5

6 RECENT MAANONDERZOEK: NIEUWE MISSIES ESA: SMART-1 India: Chandrayaan-1 Japan: Kaguya China: Chang e VS: LRO en GRAIL Analyses Apollo-gegevens 11 Volle Maan KAGUYA EN APOLLO 12 Volle Maan 6

7 APOLLO 17 EN LRO: 1972 EN Volle Maan LRO CAMERA S 14 Volle Maan 7

8 LRO CAMERA S: DETAILS VAN VREEMDE VERSCHILLEN 15 De Maan COMPUTERMODELLEN: TWEE MANEN? 16 Volle Maan 8

9 APOLLO-STENEN EN CHANDRAYAAN-1: WATER! 17 Volle Maan ER KOMT NOG (VEEL) MEER VS: Resource Prospector Mission China: Chang E-4/5 Rusland: Luna-Glob 1,2 India: Chandrayaan-2 Japan: Selene-2 Internationale Maandecade : Nieuwe kansen voor Maanwetenschappers 18 Volle Maan 9

10 MODELLEN VOOR MAANVORMING (BAND MET AARDE): WAT MOET ER KLOPPEN? Relatieve massa Aarde en Maan (82:1) Afstand Aarde-Maan ( km) Chemische samenstelling van beide lichamen Draaiimpulsmoment (angular momentum) van Aarde-Maan systeem (tot eind 2012) 19 Volle Maan MODELLEN VOOR MAANVORMING (1) Afsplitsingsmodel [George Darwin, Ringwood, Wise] 20 Volle Maan 10

11 MODELLEN VOOR MAANVORMING (1) Afsplitsingsmodel [George Darwin, Ringwood, Wise]: Verworpen: niet genoeg draaiimpulsmoment 2.3 uur versus 5.7 uur 21 Volle Maan MODELLEN VOOR MAANVORMING: BELANG VAN APOLLOMISSIES (2) Invang: niet waarschijnlijk door samenstelling Wiechert et al. (2001) 22 Volle Maan 11

12 MODELLEN VOOR MAANVORMING: BELANG VAN APOLLOMISSIES (3) Tweelingen: Nee ijzergehalte Maan te laag 23 Volle Maan GROTE BOTSING MODEL (1975) Cameron 24 Volle Maan Canup (2004, 2008) 12

13 GROTE BOTSING (GIANT IMPACT) + draaiimpulsmoment klopt + verklaart lage ijzergehalte van de Maan Alle publicaties tot ±2007: wij kloppen met de botsing MAAR belangrijk resultaat van computermodellen: 60-90% van Maan komt van impactor, niet van Aarde Canup (2008) 25 Volle Maan PROBLEMEN MET GROTE BOTSER HYPOTHESE: ISOTOPEN VAN ZUURSTOF 26 Volle Maan 13

14 PROBLEMEN MET GROTE BOTSING: ISOTOPEN VAN ZUURSTOF 27 Volle Maan OPLOSSING VOOR ZUURSTOF: HOMOGENISEREN NA DE BOTSING (?) Pahlevan en Stevenson (2007) De magische gaswolk van duizend jaar 28 Volle Maan 14

15 MEER PROBLEMEN MET GROTE BOTSING: ISOTOPEN VAN SILICIUM Klopt helemaal niet met grote botsing Si isotopen ook helemaal gehomogeniseerd? Onwaarschijnlijk 29 Volle Maan NOG MEER PROBLEMEN ISOTOPEN VAN TITAAN, WOLFRAAM ENZOVOORTS 30 Volle Maan 15

16 LAATSTE NIEUWS: RESULTATEN VAN GRAIL MISSIE Clementine missie (jaren 90): korst gemiddeld 52 km dik Maan heeft veel meer Al dan buitenkant Aarde km GRAIL missie (2013): korst gemiddeld 33 km dik: Maan heeft evenveel Al als buitenkant Aarde 31 Volle Maan SAMENVATTING RECENTE GEGEVENS Isotopensamenstelling van O, Si, Ti, W op Maan identiek aan Aardse stenen Lijst groeit voortdurend: aluminium, watergehalte, waterstofisotopen Klopt helemaal niet met de giant impact hypothese Een artikel biedt oplossing voor zuurstof 32 Volle Maan 16

17 HOMOGENISEREN NA DE INSLAG? Is er wel genoeg tijd voor de gaswolk verdwijnt? Hoe kan dit werken voor Si, Ti, W? Theia materiaal kan diepe delen Aarde afschermen 33 Volle Maan ALS HOMOGENISATIE NIET WERKT (1) Dynamische modellen fout (technisch probleem) (2) Botsingsparameters fout (alles weer open) (3) Maan niet gevormd door een grote botsing Alternatieve hypothesen waarin Maan = buitenkant Aarde moeten serieus bekeken worden 34 Volle Maan 17

18 EEN ALTERNATIEVE HYPOTHESE Maan lijkt heel erg op de aardmantel Terug naar Darwin s afsplitsingshypothese met een nieuwe toevoeging 35 Volle Maan NATUURLIJKE KERNREACTOREN (GEOREACTOREN)? Georeactoren hebben op Aarde bestaan (Gabon) Hoge concentraties nodig van uraan, thorium of plutonium 36 Volle Maan 18

19 DE KERN-MANTEL GRENS (CMB) Net zo dynamisch als de aardkorst Grote bergen, grote verschillen in eigenschappen Afgezonken allereerste korst van de Aarde? 37 Volle Maan CHEMISCHE SAMENSTELLING VAN DE KERN-MANTEL GRENS (CMB) Aardmantel: U 20 ppb Th 80 ppb Kern-mantel grens vandaag: U 80 ppb Th 320 ppb 4.5 miljard jaar geleden: U 210 ppb Th 400 ppb Pu 0.8 ppb 38 Volle Maan 19

20 IN WELK MINERAAL ZIT DE BRANDSTOF? Alles in 1 mineraal! Homogene kern-mantel grens: U 4.3 ppm Th 8 ppm Pu 19 ppb Literatuur: U> 1 wt% om kettingreactie te beginnen Met Pu: Minder dan 200 ppm genoeg factor Volle Maan KAN EEN REACTOR BLIJVEN DRAAIEN? Geen water: snelle neutronen breeder reactor Locale U/Th concentratiefactor van 15 nodig om reactor te laten voortbestaan Niet onmogelijk, zelfs wenselijk 40 Volle Maan 20

21 AANWIJZINGEN VOOR BESTAAN REACTOREN: SPLIJTINGSPRODUCTEN Helium budget en helium-isotopen kloppen precies met output van 5 TW reactoren Xe isotopen met rare verhoudingen kloppen met reactorbron 41 Volle Maan TERUG NAAR DE MAAN Darwin (1879) Centrifugale kracht = gravitatieversnelling in snel draaiende Aarde Ontbrekende energie bij dag van 5.7u: 0.5*10 30 J Energie geleverd door splijting van 6.1*10 15 kg U + Th - 1% van Aardmantelbudget - 5% van U en Th in kern-mantel grens 42 Volle Maan 21

22 HYDRODYNAMISCHE MODELLEN (VLADIMIR ANISICHKIN) 43 Volle Maan EEN ALTERNATIEVE HYPOTHESE Klopt met eigenschappen Aarde-Maan systeem Klopt met observaties van splitingsproducten in Aarde Klopt met metingen aan Maanstenen 44 Volle Maan 22

23 NIEUWSTE BOTSINGSMODELLEN CUK AND STEWART (2012) Beginpunt: Aarddag van 2.3 uur!! 45 Volle Maan CUK EN STEWART: VERLIES VAN DRAAIIMPULSMOMENT KAN MAKKELIJK Fundamenteel verschil met eerdere modellen Opent de deur naar Darwin zonder explosie 46 Volle Maan 23

24 NOG EEN BOTSING (CANUP 2012) Verschilt sterk van Cuk en Stewart botsingen Ook enorme hoeveelheid draaiing, veel meer dan nu 47 Volle Maan CONCLUSIES Aarde en Maan zijn een bijzonder koppel Het standaard botsingsmodel moet in de prullenbak Maanvorming nu weer opgelost met nieuwe botsingsmodellen MAAR loslaten argument draaiimpulsmoment andere modellen terug op tafel 48 Volle Maan 24

25 Wordt vervolgd

Vergelijkbare documenten

Een alternatieve hypothese voor het ontstaan van de Maan

Een alternatieve hypothese voor het ontstaan van de Maan gea driemaandelijks tijdschrift van de Stichting Geologische Aktiviteiten voor belangstellenden in de geologie, mineralogie en paleontologie juni 2010, vol. 43, nr. 2, pag. 35-67 ISSN 0167-4692 Maan afkomstig