Het mysterie achter maanwervelingen, een van de mooiste optische afwijkingen van het zonnestelsel, kan eindelijk worden opgelost dankzij een gezamenlijk onderzoek van Rutgers University en University of California Berkeley.

De oplossing verwijst naar de dynamiek van het oude verleden van de maan als een plaats met vulkanische activiteit en een intern gegenereerd magnetisch veld. Het daagt ook ons ​​beeld van de bestaande geologie van de maan uit.

Maanwervelingen lijken helder, slangachtige wolken geschilderd op het donkere oppervlak van de maan. De beroemdste, genaamd Reiner Gamma, is ongeveer 40 mijl lang en populair bij astronomen in de achtertuin. De meeste maanwervelingen delen hun locaties met krachtige, gelokaliseerde magnetische velden. De heldere en donkere patronen kunnen ontstaan ​​wanneer die magnetische velden deeltjes van de zonnewind afbuigen en ervoor zorgen dat sommige delen van het maanoppervlak langzamer verweren.

"Maar de oorzaak van die magnetische velden, en dus van de wervelingen zelf, was al lang een mysterie, " zei Sonia Tikoo, co-auteur van de studie die onlangs is gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research - Planeten en een assistent-professor aan de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van de Rutgers University-New Brunswick. "Om het op te lossen, we moesten uitzoeken wat voor soort geologisch kenmerk deze magnetische velden zou kunnen produceren - en waarom hun magnetisme zo krachtig is."

Werken met wat bekend is over de ingewikkelde geometrie van maanwervelingen, en de sterke punten van de magnetische velden die ermee verbonden zijn, de onderzoekers ontwikkelden wiskundige modellen voor de geologische 'magneten'. Ze ontdekten dat elke werveling boven een magnetisch object moet staan ​​dat smal is en dicht bij het oppervlak van de maan begraven ligt.

Het beeld komt overeen met lavabuizen, lang, smalle structuren gevormd door stromende lava tijdens vulkaanuitbarstingen; of met lavadijken, verticale vellen magma die in de maankorst worden geïnjecteerd.

Maar dit riep een andere vraag op:hoe konden lavabuizen en dijken zo sterk magnetisch zijn? Het antwoord ligt in een reactie die uniek kan zijn voor de omgeving van de maan ten tijde van die oude uitbarstingen, meer dan 3 miljard jaar geleden.

Uit eerdere experimenten is gebleken dat veel maanstenen zeer magnetisch worden wanneer ze worden verwarmd tot meer dan 600 graden Celsius in een zuurstofvrije omgeving. Dat komt omdat bepaalde mineralen bij hoge temperaturen afbreken en metallisch ijzer afgeven. Als er toevallig een sterk genoeg magnetisch veld in de buurt is, het nieuw gevormde ijzer zal in de richting van dat veld worden gemagnetiseerd.

Dit gebeurt normaal gesproken niet op aarde, waar vrij zwevende zuurstof bindt met het ijzer. En het zou vandaag niet gebeuren op de maan, waar er geen globaal magnetisch veld is om het ijzer te magnetiseren.

Maar in een vorig jaar gepubliceerd onderzoek Tikoo ontdekte dat het oude magnetische veld van de maan 1 miljard tot 2,5 miljard jaar langer duurde dan eerder werd gedacht - misschien gelijktijdig met het creëren van lavabuizen of dijken waarvan het hoge ijzergehalte sterk magnetisch zou zijn geworden als ze afkoelden.

"Niemand had aan deze reactie gedacht in termen van het verklaren van deze ongewoon sterke magnetische kenmerken op de maan. Dit was het laatste stukje in de puzzel om het magnetisme te begrijpen dat ten grondslag ligt aan deze maanwervelingen, ' zei Tiko.

De volgende stap zou zijn om daadwerkelijk een maanwerveling te bezoeken en deze direct te bestuderen. Tikoo is lid van een commissie die een rover-missie voorstelt om precies dat te doen.