Langdurige afkoeling en ontgassing van Apollo 17-vulkanisch glas op het maoppervlak

Waarom maanglas ertoe doet

Op de Maan bevatten kleine kleurrijke glazen bolletjes aanwijzingen over hoe onze naaste buur gevormd is, hoe lang hij vulkanisch actief bleef en zelfs hoe hij tijdelijk een fluisterdunne atmosfeer kan hebben gehad. Deze studie richt zich op oranje vulkanisch glas verzameld door Apollo 17 en stelt een eenvoudige maar ingrijpende vraag: hoe lang bleven deze bolletjes heet en gas lekken nadat ze waren uitgebarsten? Het antwoord verandert ons beeld van maanuitbarstingen en van de manier waarop water en andere gassen op de luchtloze Maan circuleren.

Vuurfonteinen op een luchtloze wereld

In tegenstelling tot de uitgestrekte lavazeeën die de donkere ‘maria’ vormen, gedroegen sommige maanafzettingen zich meer als reusachtige vuurfonteinen, die spatten van gesmolten druppels de ruimte in bliezen. Terwijl deze druppels afkoelden, veranderden ze in glazen bolletjes met levendige kleuren die hun chemische samenstelling en de diepte waarvan ze opgestegen zijn weerspiegelen. Omdat ze afkomstig zijn uit diepe, primitieve delen van de mantel en rijk zijn aan gemakkelijk verdampende elementen, behoren deze bolletjes tot de beste natuurlijke archieven van de binnenkant van de Maan en van zijn verborgen voorraad water en andere gassen.

Kleine tijdcapsules met ingesloten gas

De Apollo 17-monster 74220 is bijzonder waardevol omdat het drie verwante materiaaltypen bevat: glazen bolletjes volledig blootgesteld aan de ruimte, smeltvlekken die volledig ingesloten zitten in kristallen, en gedeeltelijk open ‘smeltbays’ die het binnenste smelt met de buitenkant verbinden. De volledig ingesloten melten bewaren de oorspronkelijke abundantie van water, fluor, chloor en zwavel vóór de uitbarsting. De gedeeltelijk open ruimten en de blootgestelde bolletjes tonen steeds sterker verlies van deze gassen. Door alle drie te vergelijken reconstrueren de auteurs hoeveel gas ontsnapte en wanneer. Ze vinden dat water en chloor in veel bolletjes voor meer dan 90 procent zijn verwijderd, veel meer dan zwavel, dat langzamer diffundeert.

Te veel ontgassing voor een korte vlucht

Eerder werk ging ervan uit dat bijna al het gasverlies plaatsvond terwijl de druppels in ‘vrije vlucht’ waren nadat ze uit de krater waren geslingerd—hooguit een paar minuten voordat ze landden. De auteurs testten dit idee met gedetailleerde modellen van hoe gassen door heet glas diffunderen en vanaf het oppervlak ontsnappen terwijl de druppels afkoelen. Ze modelleren ook de lange, 300 micrometer-schaal smeltbucht die door één kristal loopt en een record zou moeten bewaren van hoe snel gassen daarlangs bewogen. In beide gevallen vereiste het nabootsen van het ernstige verlies van water, fluor, chloor en zwavel afkoeling en diffusie over vele duizenden seconden—veel langer dan enige realistische vluchttoestand toelaat. Zelfs ruime aannames over snellere diffusie konden de vereiste tijden niet terugbrengen tot enkele minuten.

Langzaam garen onder maanstof

Om deze discrepantie op te lossen, bekeken de auteurs wat er gebeurt nadat de bolletjes landen. Maanbodem is extreem poreus en een slechte warmtegeleider, dus een dikke deken van heet glas gemengd met stof kan als isolatie werken. Thermische modellen tonen aan dat oranje glas dat slechts ongeveer 30 centimeter onder het oppervlak begraven is, dicht bij zijn ‘glasovergangs’-temperatuur kan blijven liggen—heet genoeg zodat atomen langzaam kunnen bewegen—gedurende jaren. Toen de auteurs aan hun modellen een derde fase van langdurige, warme begraving toevoegden, waarbij bolletjes en ruimten ongeveer drie jaar of langer dicht bij die overgangstemperatuur bleven, kwamen de voorspelde gasverliezen eindelijk overeen met de metingen. In dit beeld vindt de meeste ontgassing niet plaats tijdens de vlucht, maar tijdens een lange, langzame garing onder het oppervlak.

Een langlevende maanachtige uitademing

De studie concludeert dat de oranje glasafzetting van Apollo 17 jaren warm bleef en gassen zoals water, zwavel en halogenen bleef lekken nadat de vuurfonteinuitbarsting was geëindigd. Eerder begraven bolletjes koelden waarschijnlijk nog langzamer af, veranderden hun texturen en dreven nog meer gasverlies en later wederopname (‘ingassing’) vanuit bovenliggende lagen aan. Dit betekent dat pyroclastische afzettingen op de Maan geen kortstondige, éénmalige gasbronnen zijn, maar langdurige emitterende bronnen die zouden kunnen bijdragen aan het in stand houden van een dunne, lokale atmosfeer en het transporteren van vluchtige stoffen naar permanent beschaduwde koude opvangplaatsen. Kortom: de vurige fonteinen van de Maan hebben mogelijk plaatsgemaakt voor een voortgezet uitademen dat haar oppervlaktechemie stilletjes vormgaf lang nadat de laatste vonken waren gedoofd.

Bronvermelding: Ni, P., Zhan, Y. Prolonged cooling and degassing of Apollo 17 volcanic glasses on the lunar surface. Nat Commun 17, 2291 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69087-8

Trefwoorden: maanvulkanisme, pyroclastische glazen bolletjes, ontgassing van vluchtige stoffen, Apollo 17, maanse atmosfeer