Het is een mysterie geweest sinds de Apollo-astronauten begin jaren zeventig monsters van maanstenen meenamen. Sommige rotsen hadden magnetische eigenschappen, vooral een die werd verzameld door geoloog Harrison 'Jack' Schmitt. Maar hoe kon dit gebeuren? De maan heeft geen magnetosfeer en de meest aanvaarde theorieën stellen dat dit nooit het geval was. Maar hier hebben we deze maanstenen met onmiskenbare magnetische eigenschappen ... er ontbrak absoluut iets in ons begrip van de aardse satelliet.
Nu een team van onderzoekers aan de Universiteit van Californië, denkt Santa Cruz dat ze dit raadselachtige magnetische mysterie misschien hebben doorbroken.
Om een wereld een magnetisch veld te laten hebben, moet het een gesmolten kern hebben. De aarde heeft een meerlagige gesmolten kern, waarin warmte van de binnenste laag de beweging binnen de ijzerrijke buitenlaag aandrijft, waardoor een magnetisch veld ontstaat dat zich ver de ruimte uitstrekt. Zonder een magnetosfeer zou de aarde zijn blootgesteld aan de zonnewind en het leven zoals we dat kennen kon misschien nooit ontwikkeld.
Simpel gezegd, het magnetische veld van de aarde is cruciaal voor het leven ... and het kan rotsen doordringen met magnetische eigenschappen die gevoelig zijn voor het planeetbrede veld.
Maar de maan is veel kleiner dan de aarde en heeft geen gesmolten kern, althans niet meer ... zo werd ooit geloofd. Onderzoek naar gegevens van de seismische instrumenten die tijdens Apollo EVA's op het maanoppervlak zijn achtergelaten, heeft onlangs onthuld dat de maan in feite nog steeds een gedeeltelijk vloeibare kern kan hebben, en gebaseerd op een paper dat is gepubliceerd in het nummer van 10 november van Natuur door Christina Dwyer, een afgestudeerde student in aard- en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, en haar co-auteurs Francis Nimmo aan UCSC en David Stevenson aan het California Institute of Technology, heeft deze kleine vloeibare kern ooit in staat geweest om produceren toch een maanmagnetisch veld.
De maan draait met een zodanige snelheid om zijn as dat dezelfde kant altijd naar de aarde is gericht, maar hij heeft ook een lichte wiebeling in de uitlijning van zijn as (net als de aarde). Deze slingering wordt genoemd precessie. De precessie was sterker als gevolg van getijdenkrachten toen de maan al vroeg in haar geschiedenis dichter bij de aarde was. Dwyer et al. suggereren dat de precessie van de maan de vloeibare kern letterlijk had kunnen 'roeren', omdat de omringende vaste mantel met een andere snelheid zou zijn verplaatst.
Dit opwekkende effect - voortkomend uit de mechanische bewegingen van de rotatie en precessie van de maan, niet uit interne convectie - had een dynamo-effect kunnen creëren, resulterend in een magnetisch veld.
Dit veld kan al een tijdje bestaan, maar het kan niet eeuwig duren, zei het team. Naarmate de maan geleidelijk verder van de aarde af bewoog, vertraagde de precessiesnelheid, waardoor het roerproces - en de dynamo - tot stilstand kwam.
'Hoe verder de maan beweegt, hoe langzamer het roeren en op een gegeven moment wordt de maandynamo uitgeschakeld', zei Christina Dwyer.
Toch biedt het teammodel een basis voor hoe een dergelijke dynamo had kunnen bestaan, mogelijk wel een miljard jaar lang. Dit zou lang genoeg zijn geweest om rotsen te vormen die tot op de dag van vandaag nog enkele magnetische eigenschappen zouden vertonen.
Het team geeft toe dat er meer paleomagnetisch onderzoek nodig is om zeker te weten of hun voorgestelde interactie tussen kern en mantel de juiste bewegingen binnen de vloeibare kern zou hebben gecreëerd om een maandynamo te creëren.
'Alleen bepaalde soorten vloeiende bewegingen veroorzaken magnetische dynamo's', zei Dwyer. "We hebben het vermogen berekend dat beschikbaar is om de dynamo aan te drijven en de magnetische veldsterktes die kunnen worden gegenereerd. Maar we hebben echt de dynamo-experts nodig om dit model naar een hoger niveau te tillen en te kijken of het werkt. ”
Met andere woorden, ze werken nog steeds toe aan een theorie van het maanmagnetisme dat echt blijft hangen.
