Hoe een ‘schampschot’ uitwerkt, hangt af van een groot aantal variabelen, zoals de hoek waaronder de meteoriet de aarde raakt, de snelheid waarmee dat gebeurt, en de grootte van de meteoriet. In 1986 werd een dergelijke situatie al eens gesimuleerd, maar de vlucht van de uit de botsing resulterende brokstukken was zo complex dat de toenmalige middelen de simulatie moesten beperken tot ca. 3000 brokstukken, veel te weinig om een betrouwbaar beeld te krijgen. Een Amerikaanse onderzoekster heeft dat nu overgedaan, waarbij ze – dankzij de veel krachtigere computers van nu – de vlucht van 120.000 stukken kon simuleren. Bovendien gebruikte ze een betere formule die het gedrag beschrijft van materiaal dat aan extreme temperatuur en druk wordt blootgesteld, zoals dat bij de botsing het geval moet zijn geweest. Dat gedrag bepaalt in sterke mate welke baan de desbetreffende brokstukken volgen.

Het is van belang om te weten welke brokstukken naar de aarde (terug)vielen en welke uiteindelijk in een baan om de aarde terechtkwamen waar ze uiteindelijk tot de maan samenklonterden, want alleen op die manier is de samenstelling van de maan te begrijpen. De maan heeft namelijk een veel lager ijzergehalte dan de aarde en dan meteorieten uit het begin van ons zonnestelsel. Eerder werd aangenomen dat het ijzertekort op de maan te danken zou zijn aan het feit dat vooral aardmantel zou zijn weggeslagen, maar nu we maanmateriaal hebben kunnen onderzoeken, valt dat niet meer vol te houden. Bovendien blijken basaltuitvloeiingen op de maan rijker aan ijzer dan basalten op aarde.

Nu ziet het ernaar uit dat het raadsel is opgelost. Met deze en vergelijkbare gegevens valt de geochemie van de maan goed te verklaren.

Door een aantal parameters te variëren kon Canup uitzoeken welke omstandigheden leidden tot een resultaat dat het beste met de werkelijkheid overeenstemt. Daarbij vond ze dat de maan voor ca. 80% is opgebouwd uit het buitenste materiaal van de inslaande bolide (die ongeveer 1-14% van de massa van de aarde moet hebben gehad en die een ijzerrijke kern en een ijzerarme buitenzijde had). De hoek waaronder de bolide moet zijn ingeslagen heeft 42-50^o bedragen (als een loodrechte inslag op 0^o wordt gesteld) en de botsing moet hebben plaatsgevonden met een snelheid van minder dan 4 km per seconde. Dit gebeurde al vroeg in het bestaan van de aarde: die was toen waarschijnlijk pas voor zo’n 95% van zijn uiteindelijke massa samengeklonterd.

Referenties

Canup, R.M., 2004. Simulations of a late lunar-forming impact. Icarus 168, p. 433-456.

Palme, H., 2004. The giant impact formation of the moon. Science 304, p. 977-979.