Sterrenkundig mysterie opgelost: de maan drijft sneller weg van de aarde dan vroeger

Dat de maan zich geleidelijk van de aarde verwijdert, is bekend. Het komt door de getijdenwerking. De vloedbergen in de aardse oceanen remmen de draaisnelheid van de aarde een beetje af. Die rotatie-energie moet ergens blijven, met als gevolg dat de maan in een steeds wijdere baan terechtkomt.

Het gaat heel traag: de gemiddelde afstand tussen aarde en maan neemt toe met 38 millimeter per jaar. Maar als de maan lang geleden op een kleinere afstand stond, zou je verwachten dat het effect sterker was. En als je dan zorgvuldig terugrekent, kom je erop uit dat de maan anderhalf miljard jaar geleden bij de aarde op schoot zat.

Inderdaad is de maan zo goed als zeker ontstaan uit de brokstukken van een botsing van de aarde met een ander hemellichaam, maar dat gebeurde veel langer geleden: zo’n 4,4 miljard jaar. Ziedaar het mysterie: als je uitgaat van de huidige ‘wegdrijfsnelheid’ kan de maan nooit zo oud zijn. 

Verschuivende continenten

In een artikel dat voor publicatie is aangeboden aan vakblad Astronomy & Astrophysics komen Jacques Laskar en zijn collega’s met een oplossing van het raadsel. De verdeling tussen land en water op aarde verandert voortdurend door de continentverschuiving. En volgens de berekeningen van het Franse team van de sterrenwacht maakt het voor de getijdenwerking nogal uit of er verschillende continenten zijn, zoals nu, of één supercontinent, zoals bijvoorbeeld 200 miljoen jaar geleden. Ook scheelt het of het ‘zwaartepunt’ van de continenten dicht bij de evenaar lag, of juist bij de noord- of de zuidpool.

Daar komt bij dat onze planeet de eerste miljard jaar helemaal geen continenten kende; de aarde was toen een ‘waterwereld’. Met een rekenmodel waarin al die effecten worden meegenomen, tonen Laskar en zijn collega’s aan dat de invloed van de getijden op het wegdrijven van de maan in het geologische verleden enorm varieerde. Zo valt de huidige verwijderingssnelheid toch te rijmen met de hoge leeftijd van de maan.

Langzaam

Mattias Green van de Bangor-universiteit in Wales, die eerder al soortgelijke berekeningen uitvoerde voor de afgelopen kwart miljard jaar, noemt het ‘een interessant onderzoek dat de kwestie van de aarde-maan-afstand uit de wereld lijkt te helpen’. Wel is er sprake van een vrij simpel model, zegt hij. ‘Het is mooi dat ze op de juiste leeftijd van de maan uitkomen, maar dat betekent niet per se dat alle details kloppen.’

De huidige ‘wegdrijfsnelheid’ van de maan heeft overigens geen praktische gevolgen voor de mensheid. Pas over een paar honderd miljoen jaar is er op aarde iets van te merken: de schijnbare diameter van de maan is dan kleiner dan die van de zon, waardoor er nooit meer totale zonsverduisteringen kunnen optreden.