En ny studie kan ha løst et mangeårig mysterium: Hvorfor viser månebergarter hentet hjem av Apollo-ferdene tegn på et svært sterkt magnetfelt, noen ganger på nivå med eller sterkere enn Jordens i dag?
Det er oppsiktsvekkende fordi Månen er mye mindre enn Jorden og ikke har de samme energirike prosessene i indre og kjerne som driver Jordens magnetfelt. Likevel har prøver som er rundt 3,5 milliarder år gamle, bevart tydelige spor av kraftig magnetisme.
I en ny analyse konkluderer forskere ved University of Oxford med at signaturene kan stamme fra korte, plutselige utbrudd av magnetisme i Månens tidlige historie. Disse episodene skal ha vært midlertidige og sjeldne, men har blitt tolket som om de representerte en langt større del av Månens fortid.
– Den nye studien vår tyder på at Apollo-prøvene er preget av ekstremt sjeldne hendelser som varte i noen få tusen år, men som hittil har blitt tolket som om de representerte 0,5 milliarder år av Månens historie, sier planetgeolog Claire Nichols.
– Det ser nå ut til at en skjevhet i hvilke prøver som ble samlet inn, hindret oss i å forstå hvor korte og sjeldne disse periodene med sterk magnetisme faktisk var, legger hun til.
Forskerne gikk på nytt gjennom såkalte mare-basalters prøver – bergarter fra de store, mørke slettene på Månen. De lette etter sammenhenger mellom bergartenes sammensetning og hvor sterkt magnetiserte de var, noe som kan gi et bilde av magnetfeltets styrke da bergartene ble dannet.
Det dukket opp et tydelig mønster: Prøver med sterkest magnetisme hadde langt høyere innhold av titan.
Deretter brukte teamet datamodeller for å undersøke om prosesser som skaper titanrike bergarter, også kan utløse kraftige magnetfelt. Modellene peker på at smelting av titanrikt materiale nær grensen mellom kjerne og mantel kan ha økt varmeflyten fra kjernen i korte perioder. Det kan igjen ha trigget eller forsterket dynamoaktivitet, som midlertidig ga et kraftigere magnetfelt, samtidig som titanrike lavastrømmer ble dannet.
En viktig konsekvens handler om hvor Apollo-astronautene samlet inn prøver. Ferdene hentet i stor grad stein fra like områder av mare-regionene. Det er nettopp slike steder modellen antyder at titanrike lavastrømmer kan ha vært vanlige. Dermed kan Apollo-materialet være skjevt – og ha gitt inntrykk av et varig sterkt magnetfelt, selv om det i realiteten dreide seg om korte «glimt».
– Hvis vi var romvesener som utforsket Jorden og bare hadde landet seks ganger, ville vi trolig fått en lignende skjevhet i datagrunnlaget, særlig om vi valgte flate områder å lande på, sier geoforsker Jon Wade.
– Det var i stor grad tilfeldig at Apollo-ferdene var så fokusert på mare-regionen. Hadde de landet et annet sted, ville vi trolig konkludert med at Månen alltid bare hadde et svakt magnetfelt, og vi ville gått glipp av denne viktige delen av den tidlige månehistorien, fortsetter han.
Ifølge forskerne kan periodene med intens magnetisme ha vart i bare noen få tusen år. Det er svært kort sammenlignet med Månens alder, men kan likevel være nok til å sette tydelige spor i bergarter som ble dannet akkurat da.
Forskerne understreker samtidig at modellene bygger på flere antakelser, blant annet fordi forskningen er begrenset av at det finnes relativt få måneprøver tilgjengelig. De mener det trengs mer modellering og flere data for å teste hypotesen grundigere.
I dag har Månen et svært svakt og ujevnt magnetfelt sammenlignet med Jordens globale og sterke felt. Tidligere studier har også pekt på andre mulige forklaringer på de sterke magnetiske sporene, blant annet at asteroidenedslag kan ha spilt en rolle.
Likevel mener forskerne at det nå finnes en testbar forklaring som passer godt med dataene man har. Planer om nye bemannede ferder til Månen før slutten av tiåret kan også gi et viktig løft, fordi det vil åpne for flere målinger og flere steinprøver fra flere ulike områder.
– Vi kan nå forutsi hvilke typer prøver som vil bevare ulike styrker av magnetfelt på Månen, sier geofysiker Simon Stephenson.
– De kommende Artemis-ferdene gir oss en mulighet til å teste denne hypotesen og gå dypere inn i historien til Månens magnetfelt, sier han.
