De maan was 4 miljard jaar geleden een mechanisch aangedreven dynamo, waardoor het hemellichaam een magneetveld had, stellen twee onderzoeksgroepen deze week in Nature. Over de aandrijving van de dynamo verschillen ze echter hevig van mening. Zwengelden meteorietinslagen de dynamo aan, of was de afstand tussen maan en aarde de drijvende kracht?
Dat de maandynamo ontstond door mechanische krachten en niet door hitte, zoals bij de aarde het geval is, staat als een paal boven water voor de twee onderzoeksteams. Beiden stellen ze dat mechanische krachten ervoor zorgden dat de vloeibare kern van de maan en de vaste maanmantel 4 miljard jaar geleden niet helemaal synchroon bewogen. Het verschil in beweging tussen kern en mantel veroorzaakte turbulente vloeistofstromen in het binnenste van de maan, die een magnetisch veld teweeg brachten, denken de onderzoekers.
Maanstenen
Momenteel heeft de maan nauwelijks een magnetisch veld. De verbazing was dan ook groot toen wetenschappers in 2010 magnetisatie aantroffen in maanstenen die tijdens de Apollo-missies in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw waren opgepikt. Analyses wezen uit dat die stenen gedurende zeker 400 miljoen jaar aan een magnetisch veld waren blootgesteld. Een sluitende verklaring voor zo’n langdurig magneetveld op de maan was tot nu toe niet voorhanden.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Oppervlak van de maan. Bron: NASA
Wellicht kan een mechanisch aangedreven dynamo het maanmagnetisme verklaren, maar over de oorsprong van die mechanische krachten wordt flink gediscussieerd. Ligt die in de afstand tussen maan en aarde, of in meteorietinslagen op de maan? Dat eerste denkt de Amerikaanse aard- en planeetwetenschapper Christina Dwyer, hoofdonderzoeker van een van de twee onderzoeksteams. Zij schrijft deze week in Nature dat de maandynamo ontstond door de aantrekkingskracht die de aarde op de maan uitoefent.
Vroeger stonden de aarde en de maan veel dichter bij elkaar dan nu, en volgens Dwyer bewogen de kern en de mantel van de maan in eerste instantie synchroon. Naarmate de afstand tussen de hemellichamen groter werd, zorgde de afnemende aantrekkingskracht van de aarde ervoor dat de maanmantel en -kern beide om een iets andere as gingen draaien. Op die manier konden de dynamo en het magnetische veld ontstaan. Volgens Dwyers berekeningen was de aantrekkingskracht van de aarde op de maan 2,7 miljard jaar geleden zo klein geworden dat die de dynamo niet meer aanzwengelde. Op dat moment verdween het magneetveld abrupt, aldus Dwyer.
Meteorieten
Tegenover de theorie van Dwyer staat de theorie van de onderzoeksgroep onder leiding van de Franse geofysicus Michael Le Bars. Zij schrijven in Nature dat het verschil in beweging tussen de maankern en -mantel is veroorzaakt door meteorietinslagen op de maan. Door inslagen verandert de beweging van de mantel direct, terwijl de vloeibare kern veel trager reageert. Daardoor lopen kern en mantel na een inslag tijdelijk uit de pas. In de theorie van Le Bars en collega’s zorgden herhaaldelijke meteorietinslagen 4 miljard jaar geleden voor turbulente stromingen in maankern. Die stromingen veroorzaakten de dynamo’s en de bijbehorende magneetvelden, aldus Le Bars.
Ondanks hun verschillende verklaringen, staan de twee onderzoeksgroepen niet lijnrecht tegenover elkaar. Le Bars vindt beide verklaring voor het ontstaan van een langdurig magnetisch veld op de maan geloofwaardig. ‘Onze verklaringen sluiten elkaar niet uit en zouden zelfs gecombineerd kunnen worden’, verklaart hij telefonisch.
Francien Yntema
