“En dus hebben we nieuwe modellen nodig,” zegt Rob de Meijer, emeritus hoogleraar Nucleaire Geofysica van de Rijksuniversiteit Groningen. In een artikel dat op 8 mei verscheen in het tijdschrift Chemical Geology betoogt De Meijer, samen met zijn collega’s Wim van Westrenen (Vrije Universiteit) en Vladimir Anisichkin (Russische Academie van Wetenschappen), dat de maan uit de aarde is ontstaan door een nucleaire explosie in het binnenste van onze planeet.

Een artistieke weergave van een kosmische botsing.

University of Copenhagen

University of Copenhagen

“Modellen die uitgaan van een botsing voorspellen dat 80 procent van de maan afkomstig zou moeten zijn van de onbekende planeet en slechts 20 procent van de aarde”, legt De Meijer uit. Maar de maanstenen die de Apollo-missies meebrachten spreken dit tegen. Hun samenstelling lijkt sterk op die van gesteenten waaruit de mantel van de aarde is gemaakt.

Kan het dan niet zo zijn dat de onbekende planeet gewoon sterk op de aarde leek? Dat is onwaarschijnlijk, denkt De Meijer. Modellen die planeetvorming beschrijven sluiten het ontstaan van planeten met een nagenoeg identieke samenstelling uit.

Natuurlijke kernreactoren

Maar wat kan er dan gebeurd zijn? Voor het antwoord grijpen De Meijer en Van Westrenen terug op een idee dat ze eerder hebben gebruikt: het bestaan van natuurlijke kernreactoren diep in de aarde. Wanneer de concentratie uranium in het binnenste van de aarde een kritieke waarde overschrijdt, kan kernsplijting plaatsvinden.

Er is bewijs dat natuurlijke thermische kernsplijtingreactoren in het verleden actief zijn geweest op of nabij het aardoppervlak, bijvoorbeeld in het Afrikaanse Gabon. De Meijer denkt dat natuurlijke reactoren ook aanwezig kunnen zijn in het binnenste van de aarde, op de grens van de mantel en de kern.

Emeritus hoogleraar Rob de Meijer van de Rijksuniversiteit Groningen.

Wubbo Ockels-prijs

Wubbo Ockels-prijs

Als dat inderdaad zo is, kan dan een exploderende natuurlijke kernreactor een deel van de aarde de ruimte in hebben geblazen, waarna de brokstukken de maan vormden?

“Iets dergelijks is voorgesteld door George Darwin, aan het eind van de negentiende eeuw”, vertelt De Meijer. Darwin (de tweede zoon van Charles Darwin) meende dat een veel snellere rotatie van de jonge aarde, gecombineerd met de getijdekrachten die de zon uitoefende op de nog redelijk vloeibare planeet, voldoende was om de maan te laten afsplitsen. Maar latere berekeningen lieten zien dat de rotatiesnelheid dan vele malen hoger moet zijn geweest dan aannemelijk is.

Maar wat als de oorzaak niet de trekkracht van de zon was, maar een nucleaire duw van binnenuit? Hier verschijnt Vladimir Anisichkin ten tonele. Hij rekende tijdens de Koude Oorlog aan de schokgolf die een waterstofbom veroorzaakt. Hij kon laten zien dat een exploderende natuurlijke kernreactor een schokgolf kan veroorzaken die voldoende krachtig is om een stuk aarde weg te blazen.

Dat lukt bovendien bij een rotatiesnelheid van 5,8 uur per omwenteling voor de proto-aarde, wat past bij de huidige eigenschappen van het aarde-maan-systeem. Een kernexplosie op de rand van de kern en de mantel zou een flink stuk aarde het heelal in blazen, waar de brokstukken dan uiteindelijk de maan hebben gevormd.

Enig voorbehoud

In het artikel in Chemical Geology brengen De Meijer en zijn medeauteurs het verhaal met enig voorbehoud, maar ze doen ook voorstellen om hun explosieve hypothese te toetsen. De Meijer: “De kernreactie zou de verhouding tussen de isotopen helium-3 en helium-4 beïnvloeden. Een overmaat helium-3 op de maan zou ons model ondersteunen.”

Om de hypothese te testen zullen we (bemand of onbemand) weer terug moeten naar de maan.

NASA via CC0

NASA via CC0

Een probleem is dat helium-3 op het maan-oppervlak ook ontstaat door inwerking van de straling van de zon. “Daarom hebben we monsters nodig van ongeveer tien meter diepte.” Die zijn nu niet beschikbaar. “Maar toekomstige maanmissies kunnen uitsluitsel brengen.”

En het is natuurlijk nog nodig om het bestaan van natuurlijke kernsplijtingsreactoren in het binnenste van de aarde aan te tonen. “Samen met de TU Delft willen we computersimulaties gaan maken van de werking van zo’n reactor. We zoeken daar nog een student voor.” Verder werkt De Meijer aan de ontwikkeling van een detector voor de antineutrino’s die een natuurlijke kernreactor uitzendt.

Bijna acht jaar nadat hij in Groningen met pensioen ging (sindsdien is hij overigens verbonden aan de Western Cape University in Zuid-Afrika) zijn er nog genoeg onderzoeksprojecten om De Meijer bezig te houden. Niet dat hij verder geen interesses heeft: “Het idee voor dit artikel viel mij in tijdens het wieden van onkruid in de tuin.”