Een gewelddadige botsing in de belangrijkste asteroïdengordel heeft mogelijk een langdurige golf van inslagen in het binnenste zonnestelsel veroorzaakt, ongeveer 800 miljoen jaar geleden, volgens een studie onder leiding van het Southwest Research Institute.

De onderzoekers stellen dat het uiteenvallen van het moederobject waaruit de Eulalia-asteroïdenfamilie is ontstaan, grote hoeveelheden puin naar de aarde, de maan en Mars heeft gestuurd. Als het verband klopt, kan de gebeurtenis geologische veranderingen op verschillende werelden hebben veroorzaakt en zelfs het klimaat en de biosfeer van de aarde hebben beïnvloed.

"De rol die inslagen hebben gespeeld bij het vormgeven van de oorsprong en evolutie van het leven in ons zonnestelsel wordt slecht begrepen," zei dr. William Bottke, uitvoerend directeur van SwRI's Solar System Science and Exploration Division in Boulder, Colorado. Hij leidt ook het Center for Lunar Origin and Evolution (CLOE), SwRI's team in NASA's Solar System Exploration Research Virtual Institute, en is hoofdauteur van een artikel dat dit onderzoek beschrijft. "Het zwaar bekraterde oppervlak van de maan herinnert ons aan de grote inslagen in het verleden van de aarde, maar tot nu toe is alleen de Chicxulub-inslag 66 miljoen jaar geleden sterk in verband gebracht met een specifiek effect op het leven, namelijk de massa-extinctie van de dinosauriërs."

Chicxulub is de enorme inslagkrater begraven onder het Mexicaanse schiereiland Yucatán. De asteroïde-inslag die deze veroorzaakte, wordt algemeen geassocieerd met de uitstervingsgebeurtenis die alle niet-vogelachtige dinosauriërs en vele andere soorten wegvaagde.

Veel oudere botsingen zijn veel moeilijker te reconstrueren. Geologisch bewijs van inslagen ouder dan 650 miljoen jaar is schaars omdat het aardoppervlak voortdurend wordt veranderd en gerecycled.

Vulkanen creëren nieuw gesteente, platentektoniek hervormt de continenten en oceaanbodems, en verwering breekt blootgestelde landschappen geleidelijk af. Samen wissen of begraven deze processen veel oude inslagkraters.

Om deze ontbrekende hoofdstukken uit de geschiedenis van de aarde te onderzoeken, kunnen wetenschappers asteroïdenregens bestuderen, perioden waarin fragmenten van een grote botsing herhaaldelijk planeten en manen in het binnenste zonnestelsel treffen.

"Deze zeldzame gebeurtenissen, veroorzaakt door grote, goed gepositioneerde botsingen in de belangrijkste asteroïdengordel, bombarderen alle werelden in het binnenste zonnestelsel," zei Bottke. "Dus bewijs dat bewaard is gebleven op het statische oppervlak van de maan kan worden gebruikt om af te leiden wat er in de oudheid op aarde en Mars gebeurde."

De maan bewaart een oud inslagrecord

In tegenstelling tot de aarde heeft de maan geen actieve platentektoniek, stromend water of een substantiële atmosfeer om oude kraters snel te wissen. Het oppervlak dient daarom als een veel completer archief van oude inslagen.

Eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat de maan ongeveer 800 miljoen jaar geleden een significante toename van grote inslagen heeft meegemaakt. Die conclusie was gebaseerd op de geschatte leeftijden van grote maankraters en de leeftijden van inslagglas dat tijdens de Apollomissies is verzameld.

Inslagglas ontstaat wanneer een botsing voldoende warmte genereert om gesteente te smelten. Het gesmolten materiaal koelt af tot glas, waarbij chemische en chronologische aanwijzingen bewaard blijven die wetenschappers kunnen gebruiken om te schatten wanneer de inslag plaatsvond.

Hoewel het maanbewijs wees op een inslagpiek, moesten onderzoekers nog een realistische gebeurtenis in de asteroïdengordel identificeren die deze had kunnen veroorzaken.

"Ons kosmische forensische team gebruikte botsings- en dynamische modellen om deze te koppelen aan de vorming van de Eulalia-asteroïdenfamilie, toen een primitief koolstofhoudend chondrietachtig object botste met een ander object," zei Bottke. "De locatie van de moederasteroïde was cruciaal - hij brak uit elkaar op de rand van de gravitationele 3:1 gemiddelde bewegingsresonantie met Jupiter."

Koolstofhoudende chondrieten zijn primitieve, koolstofrijke meteorieten die enkele van de oudste materialen bevatten die in het zonnestelsel zijn gevormd. Ze kunnen ook waterhoudende mineralen en organische verbindingen bevatten.

Het baangebied dat Bottke beschrijft, wordt de J3:1-resonantie genoemd. In deze configuratie reist een asteroïde drie keer rond de zon tijdens elke enkele baan van Jupiter.