Nieuw onderzoek lost mysterie van het magnetisch veld van de maan op door link met titaniumgesteente

De wetenschappelijke gemeenschap is decennialang verdeeld geweest over de werkelijke aard van het magnetisch veld van de maan tijdens haar vroege geschiedenis, ongeveer 3,5 tot 4 miljard jaar geleden. Analyse van gesteentemonsters die door de historische Apollo-missies naar de aarde werden gebracht, leverde steevast tegenstrijdige resultaten op: sommige monsters wezen op een krachtig veld dat vergelijkbaar was met dat van de aarde, terwijl andere juist suggereerden dat het veld uiterst zwak of zelfs volledig afwezig was. Deze langdurige controverse is nu eindelijk opgehelderd door een onderzoeksteam onder leiding van professor Claire Nichols van de Universiteit van Oxford, wiens baanbrekende bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift "Nature Geoscience".

Het onderzoek heeft vastgesteld dat het intense magnetisme van de maan geen constant fenomeen was, maar een zeldzame en extreem kortstondige gebeurtenis. Dit inzicht verklaart de grote verschillen in de paleomagnetische gegevens die wetenschappers jarenlang voor raadsels stelden. De doorslaggevende factor bleek een directe correlatie te zijn tussen het titaniumgehalte in de maansteen en de sterkte van het daarin vastgelegde magnetische veld. De meest sterk gemagnetiseerde monsters die door astronauten zijn verzameld, bleken afkomstig uit zeldzame, titaniumrijke lavastromen. Daarentegen vertoonden gesteenten met een titaniumgehalte van minder dan 6% per gewichtsaandeel een aanzienlijk zwakker magnetisch veld, wat de eerdere verwarring over de magnetische geschiedenis verklaart.

Wetenschappers vermoeden dat deze krachtige maar vluchtige magnetische uitbarsting werd aangestuurd door interne dynamische processen in de maan, die verband houden met haar relatief kleine metalen kern. De diameter van deze kern wordt geschat op ongeveer een zevende van de totale straal van de maan. Het model van de onderzoekers vergelijkt dit proces met de werking van een "lavalamp": het periodiek smelten van titaniumrijke materialen op de grens tussen de kern en de mantel van de maan leidde tot een plotselinge warmteafgifte. Deze hitte veroorzaakte turbulentie in de kern, wat een krachtig maar kortstondig dynamo-effect opwekte. De geschatte duur van dit extreme magnetisme bedraagt maximaal 5.000 jaar, waarbij sommige berekeningen zelfs uitgaan van slechts enkele decennia.

Professor Nichols benadrukte dat de decennia aan misverstanden werden veroorzaakt door een onvermijdelijke "steekproeffout" binnen het Apollo-programma. Alle zes de bemande missies landden in geologisch vergelijkbare regio's: de vulkanische laagvlaktes op lage breedtegraden die bekendstaan als de maanzeeën (maria). Deze locaties werden destijds specifiek gekozen vanwege hun relatieve vlakheid, wat essentieel was voor een veilige landing. Het blijkt nu dat deze gebieden abnormaal rijk zijn aan titaniumbasalten, die piekwaarden in plaats van de gemiddelde waarden van het magnetische veld hebben vastgelegd. Hierdoor gaven de verzamelde monsters onbedoeld een vertekend beeld van de magnetische evolutie, waarbij zeldzame uitbarstingen ten onrechte werden geëxtrapoleerd naar volledige geologische tijdperken.

Voor de definitieve verificatie van dit nieuwe model voor het maanmagnetisme zijn toekomstige onderzoeken van cruciaal belang. In deze context krijgen de aanstaande NASA-missies binnen het Artemis-programma een enorme wetenschappelijke prioriteit. Onderzoekers zijn van plan om monsters te verzamelen uit regio's die ver verwijderd zijn van de oorspronkelijke Apollo-landingsplaatsen, zoals de strategisch belangrijke zuidpool van de maan. Het verzamelen van materiaal uit deze onontgonnen zones zal uitwijzen of de krachtige magnetische uitbarstingen een mondiaal fenomeen waren of strikt beperkt bleven tot specifieke smeltzones met titaniuminsluitingen. Het succes van de Artemis 3-missie en de daaropvolgende expedities zal de sleutel vormen tot het voltooien van de puzzel over de magnetische geschiedenis van onze natuurlijke satelliet.