Het magnetische veld van de maan heeft mogelijk kracht van de aarde getrokken om langer mee te gaan dan gedacht

Anonim

Het magnetisch veld van de maan heeft mogelijk kracht van de aarde getrokken om langer mee te gaan dan gedacht

Ruimte

David Szondy

10 augustus 2017

2 afbeeldingen

Nieuwe metingen van maanrotsen hebben aangetoond dat de oude maan een dynamo-magnetisch veld genereerde in zijn vloeibare metalen kern (binnenste rode schaal) (Credit: Hernán Cañellas (geleverd door Benjamin Weiss))

Een monster dat door de Apollo 15-missie in 1971 naar de aarde is teruggebracht, geeft aan dat het binnenste van de maan mogelijk langer actief is geweest dan eerder werd gedacht. Volgens onderzoekers van MIT en Rutgers University was de gesmolten kern van de oude maan een actieve dynamo die kracht putte uit de zwaartekracht van de aarde om het magnetisch veld een miljard jaar langer vol te houden dan eerder werd gedacht.

Tegenwoordig is de maan grotendeels inert, maar in de beginperiode was hij veel actiever en had hij een magnetisch veld waarvan werd gedacht dat het ongeveer een miljard jaar na de vorming van de satelliet zou uitsterven. De vraag is, verdween het magnetisch veld volledig, of had een andere proceskracht de maan-dynamo en liet hij het nog een miljard jaar in wat zwakkere vorm rondhangen?

Om het antwoord te vinden, onderzocht het MIT / Rutgers-team een ​​gesteentemonster, genummerd 15498, verzameld door de bemanning van Apollo 15 uit de zuidelijke rand van Dune Crater bij Hadley Rille op 1 augustus 1971. Het monster is een conglomeraat van mineralen en gesteenten monsters die aan elkaar zijn gelast in een glasachtige matrix die uitstekende magnetische registratie-eigenschappen heeft en de magnetische eigenschappen behield van toen deze werd gevormd.

Volgens het team is het monster relatief jong - slechts ongeveer één tot 2, 5 miljard jaar oud, terwijl eerder bestudeerde monsters ongeveer 3, 2 miljard jaar oud waren. Dit was belangrijk omdat de meeste stenen op de maan dateren van toen het afkoelde van een gesmolten massa nadat het grote bombardement dat plaatsvond tijdens de vorming van het zonnestelsel eindigde. Dit betekent dat elk geregistreerd magnetisch veld uit de eerste miljard jaar van het bestaan ​​van het maanveld zou bestaan.

Monster 15498 is anders omdat het een product is van een latere asteroïde dat gesmolten lokale rotsen treft, die vervolgens het magnetische veld van die tijd hebben hervormd en geregistreerd.

Het maanmonster van Apollo 15 dat werd geanalyseerd door onderzoekers van MIT en Rutgers University (Credit: MIT)

Een zeer gevoelige magnetometer werd gebruikt om een ​​eerste meting van het monster uit te voeren om het natuurlijke magnetisme ervan te bepalen. Het werd vervolgens blootgesteld aan warmte dichtbij de extreme temperaturen waarin het werd gevormd in een speciale zuurstofvrije oven bedoeld om maanomstandigheden te simuleren, en het magnetisme werd opnieuw gemeten. Door de twee te vergelijken, is het mogelijk om te bepalen wat de oorspronkelijke magnetische sterkte was.

Eerder onderzoek wees uit dat vier miljard jaar geleden de maan een magnetisch veld had met een sterkte van ongeveer 100 microteslas. De kracht van dit veld daalde ongeveer drie miljard jaar geleden, maar de vraag bleef of het verdween of zwakker werd. Uit het bewijs van 15498, ongeveer 1 tot 2, 5 miljard jaar geleden, zakte het veld naar ongeveer vijf microteslas, dat tien keer zwakker is dan het magnetisch veld van de aarde, voordat het ongeveer twee miljard jaar geleden uitstierf.

Het team zegt dat dit aangeeft dat twee mechanismen aan het werk waren bij het produceren van het oude magnetische maanveld. Planetaire magnetische velden worden gegenereerd door de kolkende gesmolten kern van een planeet, die fungeert als een dynamo, en de onderzoekers suggereren dat de zwaartekracht van de aarde dit proces mogelijk heeft aangedreven in de maan.

"Het concept van een magnetisch veld van een planeet dat wordt voortgebracht door vloeibaar metaal te verplaatsen, is een idee dat eigenlijk maar een paar decennia oud is", zegt Benjamin Weiss, hoogleraar planetaire wetenschappen aan het departement MIT van Earth, Atmospheric and Planetary Sciences. "Wat deze beweging op aarde en andere lichamen, met name op de maan, beheerst, is niet goed begrepen, we kunnen dit achterhalen door de levensduur van de maan-dynamo te kennen."

Het team zegt dat het eerdere, sterkere veld in een tijd was waarin de maan veel dichter bij de aarde cirkelde. Dit betekent dat de getijdekrachten die de Maan beïnvloeden veel sterker waren, waardoor het vloeibare interieur van de jonge satelliet werd getrokken en geroteerd als het anker van een dynamo.

Maar toen de maan wegtrok van de aarde, werden de getijdekrachten zwakker en werd het veld zwakker door orden van grootte. Hierna bleef de kern van de maan draaien terwijl hij langzaam afkoelde en stolde.

"Naarmate de maan afkoelt, gedraagt ​​de kern zich als een lavalamp - spullen met een lage dichtheid stijgen omdat het warm is of omdat de samenstelling anders is dan die van de omringende vloeistof, " zegt Weiss. "Dat is hoe wij denken dat de dynamo van de aarde werkt, en dat is wat wij suggereren dat de late maan-dynamo ook deed. "

Het onderzoek is gepubliceerd in Science Advances .

Bron:

MIT

Nieuwe metingen van maanrotsen hebben aangetoond dat de oude maan een dynamo-magnetisch veld genereerde in zijn vloeibare metalen kern (binnenste rode schaal) (Credit: Hernán Cañellas (geleverd door Benjamin Weiss))

Het maanmonster van Apollo 15 dat werd geanalyseerd door onderzoekers van MIT en Rutgers University (Credit: MIT)