Net als op aarde komen ook op de maan regelmatig bevingen in de diepe bodem voor. Delftse geofysici Deyan Draganov (assistant professor) en Yohei Nishitsuji (promovendus) van de TU Delft gebruikten een moderne seismische techniek om oude gegevens van maanbevingen opnieuw tegen het licht te houden. Hun verrassende resultaten maken nieuwe inzichten in de ontstaansgeschiedenis van de maan mogelijk.

Het oppervlak van de maan beeft vaker dan wat je op het eerste gezicht zou vermoeden, vertelt de Japanse Nishitsuji, die in 2013 in Delft met zijn promotieonderzoek van start ging. “Veel trillingen die op de maan voorkomen worden bijvoorbeeld veroorzaakt door het inslaan van meteorieten. Een andere belangrijke trillingsbron is het uitzetten en inkrimpen van rotsen door de sterke temperatuurschommelingen aan het oppervlak.”

“Alle data van maanbevingen die wij tot onze beschikking hebben, zijn afkomstig van Apollo-missies.”

De trillingen van alle maanbevingen die Nishitsuji onderzocht zijn geregistreerd door seismometers die tijdens Apollo-missies op de maan waren achtergelaten. Nishitsuji: “Alle data van maanbevingen die wij tot onze beschikking hebben, zijn afkomstig van deze missies. In totaal is er slechts voor zo’n vijf tot acht jaar aan gegevens verzameld, uiterlijk tot 1977. Toen hielden de seismometers er mee op.”

Seismische interferometrie

Vooral bevingen die heel diep in het binnenste van de maan plaats vinden trokken de interesse van de onderzoekers. “De seismometers bleken ook duizenden diepe bevingen te hebben geregistreerd,” vertelt Draganov. “Juist deze diepe bevingen zijn goed bruikbaar voor het toepassen van seismische interferometrie. Dit is een vrij nieuwe methode waarbij we signalen van twee verschillende seismometers wiskundig bewerken. Dit resulteert in een signaal waarbij het net lijkt alsof een seismometer een beving heeft veroorzaakt. Anders gezegd, door de bewerking transformeren we een seismometer tot een virtuele trillingsbron waarbij de andere seismometers deze trillingen hebben opgevangen. Door het combineren van deze resultaten is het mogelijk om een beter beeld van het binnenste van de maan samen te stellen.”

Een belangrijk doel van het onderzoek van Nishitsuji en Draganov was het vaststellen van de diepte van de zogenaamde Moho, de grenslaag tussen de harde maankorst en de dieper gelegen lagen in het binnenste van de maan. Het is de eerste keer dat de diepte van deze grenslaag is berekend door gebruik te maken van seismische interferometrie. Nadat alle data verwerkt waren, concludeerden Nishitsuji en Draganov dat de Moho zich op een diepte van omstreeks 50 kilometer onder het maanoppervlak bevindt.

Ontstaansgeschiedenis

Wetenschappers willen de exacte diepte van de Moho graag achterhalen omdat het de ontstaansgeschiedenis van de maan duidelijker kan maken, vertelt Nishitsuji. “En het ontstaan van de maan is weer gerelateerd aan de geschiedenis van de aarde, omdat men vermoedt dat de maan is ontstaan nadat een groot hemellichaam op de aarde botste. Daarom is hier veel interesse in en veel debat over. Wij hopen dat onze bevindingen hier verder aan bij kunnen dragen.”

Zelf zullen Draganov en Nishitsuji niet met voorstellen komen over het ontstaan van de maan op basis van hun resultaten. Draganov: "De eerste reacties op onze publicaties zijn positief geweest. Ook trok Nishitsuji een volle zaal toen hij begin dit jaar zijn resultaten presenteerde. Maar uiteindelijk zijn wij geofysici, geen astrofysici. Verder dan dit kunnen we niet gaan. Het is nu aan anderen om ons resultaat te gebruiken.”

Gepubliceerd: oktober 2016


Contact


VIDI


In 2012 ontving Dr.ir. Deyan Draganov een VIDI grant van NWO voor zijn project: "Seismic Interferometry for High-Resolution/ Cost-Effective Applications in Regional Seismology, Hydrocarbon Exploration and Art Preservation. Zijn nieuwe methode Seismische Interferometrie kan gebruikt worden om grondstoffen in moeilijke gebieden in kaart te brengen. Maar ook in de kunst is dit nuttig. Met SI is van fresco’s en schilderijen op hout informatie te verkrijgen over gelaagdheid, scheurtjes en gaatjes in het kunstwerk.