Toen de Apollo-astronauten terugkeerden naar de aarde, ze kwamen met 380,96 kg (839,87 lb) maanstenen. Uit de studie van deze monsters, wetenschappers hebben veel geleerd over de samenstelling van de maan, evenals zijn geschiedenis van vorming en evolutie. Bijvoorbeeld, het feit dat sommige van deze rotsen gemagnetiseerd waren, onthulde dat ongeveer 3 miljard jaar geleden, de maan had een magnetisch veld.

Net als de aarde, dit veld zou het resultaat zijn geweest van een dynamo-effect in de kern van de maan. Maar tot voor kort, wetenschappers hebben niet kunnen verklaren hoe de maan zo lang zo'n dynamo-effect kon behouden. Maar dankzij een nieuwe studie door een team van wetenschappers van de afdeling Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) in het Johnson Space Center van NASA, misschien hebben we eindelijk een antwoord.

Om samen te vatten, de magnetische kern van de aarde is een integraal onderdeel van wat onze planeet bewoonbaar houdt. Vermoedelijk het resultaat van een vloeibare buitenkern die in de tegenovergestelde richting draait als de planeet, dit veld beschermt het oppervlak tegen een groot deel van de zonnestraling. Het zorgt er ook voor dat onze atmosfeer niet langzaam wordt weggestript door zonnewind, dat is wat er met Mars is gebeurd.

Ter wille van hun studie, die onlangs in het tijdschrift werd gepubliceerd Aardse en planetaire wetenschapsbrieven , het ARES-team probeerde te bepalen hoe een gesmolten, draaiende kern zou een magnetisch veld op de maan kunnen genereren. Hoewel wetenschappers hebben begrepen hoe de kern van de maan in het verleden zo'n veld heeft kunnen aandrijven, ze waren onduidelijk over hoe het zo lang had kunnen worden gehandhaafd.

Naar dit doel, het ARES-team overwoog meerdere lijnen van geochemisch en geofysisch bewijs om de samenstelling van de kern te beperken. Als Kevin Righter, de leider van het JSC-laboratorium voor experimentele petrologie onder hoge druk en de hoofdauteur van de studie, uitgelegd in een NASA-persbericht:

"Ons werk verbindt fysieke en chemische beperkingen en helpt ons te begrijpen hoe de maan zijn magnetische veld verwierf en handhaafde - een moeilijk probleem om aan te pakken voor elk lichaam in het binnenste zonnestelsel. We hebben verschillende synthetische kernsamenstellingen gemaakt op basis van de nieuwste geochemische gegevens van de maan , en bracht ze in evenwicht met de drukken en temperaturen van het maaninterieur."

specifiek, de ARES-wetenschappers voerden simulaties uit van hoe de kern in de loop van de tijd zou zijn geëvolueerd, gebaseerd op verschillende niveaus van nikkel, zwavel- en koolstofgehalte. Dit bestond uit het bereiden van poeders of ijzer, nikkel, zwavel en koolstof en meng ze in de juiste verhoudingen - op basis van recente analyses van Apollo-steenmonsters.

Nadat deze mengsels waren bereid, ze hebben ze onderworpen aan hitte- en drukomstandigheden die consistent zijn met wat er in de kern van de maan bestaat. Ze varieerden ook deze temperaturen en drukken op basis van de mogelijkheid dat de maan tijdens zijn vroege en latere geschiedenis veranderingen in temperatuur onderging - d.w.z. heter tijdens zijn vroege geschiedenis en koeler later.

Wat ze ontdekten, was dat een maankern bestaande uit ijzer / nikkel met een kleine hoeveelheid zwavel en koolstof - met name 0,5% zwavel en 0,375% koolstof per gewicht - bij de rekening paste. Zo'n kern zou een hoog smeltpunt hebben en zou waarschijnlijk al vroeg in de geschiedenis van de maan zijn gaan kristalliseren, waardoor de nodige warmte wordt geleverd om de dynamo aan te drijven en een magnetisch veld op de maan aan te drijven.

Dit veld zou uiteindelijk zijn uitgestorven nadat de warmtestroom de kern afkoelde, waardoor het dynamo-effect wordt gestopt. Deze resultaten bieden niet alleen een verklaring voor alle paleomagnetische en seismische gegevens die we momenteel op de maan hebben, het is ook consistent met alles wat we weten over de geochemische en geofysische samenstelling van de maan.

Voorafgaand hieraan, kernmodellen hadden de neiging om het zwavelgehalte van de maan veel hoger te plaatsen. Dit zou betekenen dat het een veel lager smeltpunt had, en zou hebben betekend dat kristallisatie pas veel recenter in zijn geschiedenis had kunnen plaatsvinden. Andere theorieën zijn voorgesteld, variërend van pure krachten tot stoten die de nodige warmte leveren om een ​​dynamo aan te drijven.

Echter, de studie van het ARES-team biedt een veel eenvoudigere verklaring, en een die toevallig past bij alles wat we weten over de maan. Van nature, aanvullende studies zullen nodig zijn voordat er enige zekerheid over de kwestie is. Ongetwijfeld, dit vereist eerst dat mensen een permanente buitenpost op de maan vestigen om onderzoek te doen.

Maar het lijkt er voorlopig op dat een van de diepere mysteries van het aarde-maansysteem zou eindelijk kunnen worden opgelost.