Det har varit ett mysterium ända sedan Apollo-astronauterna tog tillbaka prover av månstenar i början av 1970-talet. Vissa av stenarna hade magnetiska egenskaper, speciellt en samlad av geologen Harrison 'Jack' Schmitt. Men hur kunde detta hända? Månen har ingen magnetosfär, och de flesta tidigare accepterade teorier säger att den aldrig gjorde det. Men här har vi dessa månstenar med obestridliga magnetiska egenskaper ... det saknades definitivt något i vår förståelse av jordens satellit.
Nu tror ett team av forskare vid University of California, Santa Cruz att de kan ha knäckt detta gåtfulla magnetiska mysterium.
För att en värld ska ha ett magnetfält måste den ha en smält kärna. Jorden har en smält kärna i flera lager, i vilken värme från det inre lagret driver rörelse inom det järnrika yttre lagret, vilket skapar ett magnetfält som sträcker sig långt ut i rymden. Utan en magnetosfär skulle jorden ha lämnats exponerad för solvinden och livet som vi känner det skulle kanske aldrig ha utvecklats.
Apollo 17 månstensprov
Enkelt uttryckt är jordens magnetfält avgörande för livet... anddet kan genomsyra stenar med magnetiska egenskaper som är känsliga för det planetomfattande fältet.
Men månen är mycket mindre än jorden och har ingen smält kärna, åtminstone inte längre... eller så trodde man en gång. Forskning av data från de seismiska instrument som lämnades på månens yta under Apollo EVAs nyligen avslöjat att månen faktiskt fortfarande kan ha en delvis flytande kärna, och baserat på en artikel som publicerades i numret av den 10 november avNaturav Christina Dwyer, doktorand i jord- och planetvetenskap vid University of California, Santa Cruz, och hennes medförfattare Francis Nimmo vid UCSC och David Stevenson vid California Institute of Technology, kan denna lilla flytande kärna en gång ha kunnat producera ett månmagnetfält trots allt.
Månen kretsar runt sin axel i en sådan takt att samma sida alltid är vänd mot jorden, men den har också en liten vingling i sin axellinje (liksom jorden.) Denna vingling kallasprecession. Precession var starkare på grund av tidvattenkrafter när månen var närmare jorden tidigt i sin historia. Dwyer et al. tyder på att Månens precession bokstavligen kunde ha 'rört om' dess flytande kärna, eftersom den omgivande fasta manteln skulle ha rört sig i en annan takt.
Denna omrörningseffekt – som härrör från de mekaniska rörelserna av månens rotation och precession, inte intern konvektion – kunde ha skapat en dynamoeffekt, vilket resulterade i ett magnetfält.
Det här fältet kan ha bestått ett tag men det kunde inte vara för evigt, sa teamet. När månen gradvis rörde sig längre bort från jorden avtog precessionshastigheten, vilket gjorde att omrörningsprocessen – och dynamo – stannade.
'Ju längre ut månen rör sig, desto långsammare blir omrörningen, och vid en viss punkt stängs måndynamon av', sa Christina Dwyer.
Ändå ger teamets modell en grund för hur en sådan dynamo kunde ha existerat, möjligen så länge som en miljard år. Detta skulle ha varit tillräckligt länge för att bilda stenar som fortfarande skulle uppvisa vissa magnetiska egenskaper än i dag.
Teamet medger att mer paleomagnetisk forskning behövs för att säkert veta om deras föreslagna växelverkan mellan kärna och mantel skulle ha skapat rätt typ av rörelser i den flytande kärnan för att skapa en måndynamo.
'Endast vissa typer av flytande rörelser ger upphov till magnetiska dynamos,' sa Dwyer. 'Vi beräknade kraften som är tillgänglig för att driva dynamo och de magnetiska fältstyrkorna som kan genereras. Men vi behöver verkligen dynamoexperterna för att ta den här modellen till nästa detaljnivå och se om den fungerar.”
Med andra ord, de arbetar fortfarande mot en teori om månmagnetism som verkligen håller fast.