De sterke zwaartekracht van de aarde heeft de maan lang geleden in haar vreemde bolvorm getrokken, kort nadat beide lichamen werden gevormd, suggereert een nieuwe studie.

Gedijdekrachten uitgeoefend tijdens de begindagen van het zonnestelsel kunnen het grootste deel van de grootschalige topografie van de maan verklaren, waaronder haar lichte citroenvorm, meldt de studie, die vandaag (30 juli) online werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

De nieuwe bevindingen zouden wetenschappers kunnen helpen al lang bestaande maanmysteries aan te pakken, zoals waarom de nabije kant van de maan wordt gedomineerd door donkere vulkanische afzettingen, terwijl de verre kant dat niet is, zeiden onderzoekers.

“Wat is de oorsprong van die asymmetrie?” zei hoofdauteur Ian Garrick-Bethell van de University of California, Santa Cruz. “Hij vertelde Space.com.

Een jonge, gesmolten maan

Wetenschappers denken dat de maan is gevormd uit brokstukken die de ruimte in zijn geblazen toen een mysterieus lichaam ter grootte van een planeet ongeveer 4,5 miljard jaar geleden tegen de jonge aarde botste. De maan werd heet geboren, en ontstond vrij dicht bij onze thuisplaneet. (

De pasgeboren maan was dus klaar om te worden gevormd door de zwaartekracht van de aarde, en dat is precies wat er gebeurde, zeggen onderzoekers.

Wetenschappers stellen al meer dan een eeuw dat getijdenkrachten de gesmolten maan hielpen vormen, waardoor uitstulpingen ontstonden die op hun plaats bevroren toen de natuurlijke satelliet van de aarde afkoelde en stolde. Maar de nieuwe studie geeft een veel gedetailleerder inzicht in hoe dit waarschijnlijk is gebeurd.

Garrick-Bethell en zijn team bestudeerden topografische gegevens verzameld door NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter en informatie over het zwaartekrachtsveld van de maan verzameld door de tweeling GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) ruimtevaartuigen van het agentschap. Hoewel de onderzoekers een globale kijk op de maan namen, concentreerden ze zich op gebieden buiten de grootste inslagkraters van het lichaam, wat dergelijke analyses kan bemoeilijken.

De gegevens impliceren sterk getijdeneffecten als een belangrijke vormer van de maan, zeiden de onderzoekers. Getijdenkrachten trokken bijvoorbeeld aan de maankorst, waardoor deze werd uitgerekt en op sommige plaatsen opwarmde. Dit proces verdunde de korst aan de maanpolen en verdikte het in de regio’s die op één lijn stonden met de Aarde, en hielp de maan te vormen tot een citroen met twee kleine uitstulpingen (één aan de kant die naar onze planeet is gericht, en één aan de kant die er recht tegenover staat).

Dergelijke getijdenverhitting kan alleen hebben plaatsgevonden toen de korst van de maan dreef op een zee van gesmolten gesteente, grotendeels losgekoppeld van de rest van het lichaam, zei Garrick-Bethell.

“Dit gebeurde lang geleden, toen de maan nog niet helemaal vast was,” zei hij. “

Dit was in de eerste 100 tot 200 miljoen jaar van de thermische evolutie van de maan.”

Ook meer eenvoudige getijdenvervormingen, die Garrick-Bethell vergeleek met het uitknijpen van een citroen met je handen, en rotatiekrachten, die ervoor zorgen dat draaiende lichamen zoals de maan afvlakken aan de polen en uitpuilen in de buurt van de evenaar, hebben bijgedragen aan de algehele vorm van de maan.

Toen de maan afkoelde, werden de door al deze processen veroorzaakte veranderingen op hun plaats bevroren.

Interessant is dat de lange as van de maan niet recht naar de aarde wijst, zoals lang geleden waarschijnlijk het geval was; in plaats daarvan is hij ongeveer 30 graden gedraaid. Dit is waarschijnlijk gebeurd toen vulkanische activiteit, inslagkrateringen en andere gebeurtenissen het binnenste van de maan veel minder homogeen maakten, aldus onderzoekers.

“Interne dichtheidsanomalieën hebben zich gevormd, en die hebben de maan als het ware gekanteld,” zei Garrick-Bethell. “Op een bepaald moment in de geschiedenis van de maan, heb je deze gebeurtenissen die plaatsvonden die deze dichtheidsanomalieën veroorzaakten en de dichtheidsas weg van de vormas verschoven.”

Inzicht in andere manen en planeten

De nieuwe resultaten kunnen toepassingen hebben buiten de maan, mogelijk onderzoekers helpen elk hemellichaam dat sterk wordt beïnvloed door getijdenkrachten beter te begrijpen, zei Garrick-Bethell.

“Dit idee is geïnspireerd door Europa,” zei hij, verwijzend naar de enorme maan van Jupiter. Europa is nu vergelijkbaar met de maan van de Aarde lang geleden, voegde hij eraan toe, in die zin dat het een vaste schil herbergt (van ijs in Europa’s geval in plaats van rots) die bovenop een oceaanlaag zit (die bestaat uit vloeibaar water in plaats van magma).

De studie zou zelfs inzichten kunnen opleveren over de evolutie van verre buitenaardse planeten, zei Garrick-Bethell.

“Getijden zijn zo alomtegenwoordig; ze zijn overal in het heelal,” zei hij. “Dus het begrijpen van getijdeprocessen is altijd belangrijk.”

Volg Mike Wall op Twitter @michaeldwall en Google+. Volg ons @Spacedotcom, Facebook of Google+. Oorspronkelijk gepubliceerd op Space.com.