De raadselachtige ‘maanwervelingen’ kunnen magnetische gesteenten zijn die gemagnetiseerd zijn door ondergrondse magma-activiteit, zo vermoeden onderzoekers.
Maanwervelingen zijn lichtgekleurde, kronkelige patronen op het maanoppervlak. Ze zijn opvallend helder, waardoor je ze met een amateurtelescoop al kan aanschouwen. Deze raadselachtige verschijnselen zijn lange tijd moeilijk te verklaren geweest. Maar nieuwe modellen en gegevens van ruimtevaartuigen geven nu meer inzicht in dit oude mysterie.
Maanwervelingen
Maanwervelingen hebben al behoorlijk wat discussies op gang gebracht. Sommigen vinden dat de kronkels lijken op penseelstreken in een abstract schilderij, terwijl anderen ze vergelijken met schemerige wolken op het donkere oppervlak van de maan. Wat we er in ieder geval over weten is dat ze enorm zijn: zo tonen NASA-beelden aan dat de ‘tentakels’ van sommige maanwervelingen zich over honderden kilometers uitstrekken. De bekendste maanwerveling is Reiner Gamma (zie foto hieronder).
Oorsprong
Op dit moment begrijpen onderzoekers nog niet helemaal hoe die mysterieuze ‘kronkels’ op de maan ontstaan. Toch zouden ze daar graag meer over te weten komen. Het achterhalen van de oorsprong van maanwervelingen wordt namelijk gezien als cruciaal voor het begrijpen van de processen die het maanoppervlak hebben gevormd. Ook zou het meer inzicht kunnen verschaffen in de geschiedenis van het magnetisch veld op de maan en ons meer kunnen vertellen over hoe de oppervlakken van planeten en manen in het algemeen de ruimteomgeving beïnvloeden.
Magnetische gesteenten
De meeste kronkels worden vergezeld met krachtige magnetische velden. Gegevens wijzen uit dat de gesteenten in de wervelingen gemagnetiseerd zijn, waardoor ze deeltjes van de zonnewind afbuigen of omleiden die de maan constant bombarderen. Hierdoor krijgen nabijgelegen gesteenten de volle laag. Na verloop van tijd worden deze naburige gesteenten donkerder door chemische reacties als gevolg van de botsingen, terwijl de wervelingen licht van kleur blijven.
Hoe dan?
Een prangende vraag is echter: hoe zijn de gesteenten in maanwervelingen gemagnetiseerd? Aangezien de maan momenteel geen magnetisch veld heeft, is dit een groot raadsel. Bovendien heeft nog geen enkele astronaut of rover een maanwerveling bezocht om dit fenomeen direct te onderzoeken. “Inslagen zouden kunnen leiden tot dergelijke magnetische afwijkingen,” oppert onderzoeker Michael Krawczynski. Hij merkt op dat meteorieten regelmatig ijzerhoudend materiaal afleveren op verschillende plekken op het maanoppervlak. “Maar voor sommige maanwervelingen is het nog steeds onduidelijk hoe een inslag precies zo’n specifieke vorm en omvang zou kunnen veroorzaken,” zegt hij.
Alternatieve theorie
Krawczynski is van mening dat het waarschijnlijker is dat iets anders de wervelingen lokaal heeft gemagnetiseerd. “Een alternatieve theorie stelt dat ondergrondse lava langzaam afkoelt in een magnetisch veld, wat de magnetische anomalieën zou kunnen veroorzaken die we zien bij de wervelingen,” vertelt hij. Om dat te testen, voerden hij samen met zijn collega’s experimenten uit. In die experimenten maten ze de effecten van verschillende combinaties van atmosferische chemie en de snelheid waarmee magma afkoelt, op een titanium-ijzeroxidemineraal genaamd ilmeniet, dat veelvuldig op de maan te vinden is. Op die manier wilden ze zien of deze omstandigheden een magnetiserend effect konden veroorzaken.
Ilmeniet
Met behulp van een model van magma-koelsnelheden hebben Krawczynski en zijn team onderzocht hoe ilmeniet een magnetisch effect zou kunnen produceren. Hun experimenten tonen aan dat onder de juiste omstandigheden, tijdens de langzame afkoeling in de maankorst en bovenmantel, ilmenietkorrels ijzer- en ijzer-nikkellegeringen kunnen vormen die een krachtig magnetisch veld genereren. “De kleinere korrels die we hebben onderzocht, leken krachtigere magnetische velden te produceren omdat ze een groter oppervlak hebben in verhouding tot hun volume, vergeleken met de grotere korrels,” vertelt onderzoeker Yuanyuan Liang. “Dit vergrote oppervlak maakt het voor de kleinere korrels gemakkelijker om de reductiereactie te ondergaan.”
Ondergrondse magma
Volgens onderzoekers kan dit effect verklaren waarom er sterke magnetische gebieden zijn bij maanwervelingen. “Onze experimenten lieten zien dat we onder vergelijkbare omstandigheden als op de maan het magnetiseerbare materiaal konden produceren dat we verwachtten,” vertelt Krawczynski. “Daarom is het aannemelijk dat deze wervelingen veroorzaakt worden door ondergrondse magma.” Daarbij is overigens nog wel één ding essentieel. “Als je magnetische afwijkingen wilt creëren met de methoden die we hebben onderzocht, dan moet het ondergrondse magma een hoog gehalte aan titanium bevatten,” licht Krawczynski toe. “We hebben aanwijzingen gezien van deze reactie die ijzermetaal creëert in maanmeteorieten en monsters van Apollo-missies. Deze monsters zijn echter afkomstig van oppervlaktelavastromen, terwijl ons onderzoek suggereert dat ondergrondse afkoeling deze reacties die metaal vormen aanzienlijk zou moeten versterken.”
Plausibele verklaring
Al met al biedt de studie van Krawczynski en Liang een plausibele verklaring voor het mysterie van de maanwervelingen. Door experimenteel aan te tonen dat ondergrondse magma met een hoog titaniumgehalte kan leiden tot de magnetisatie van ilmenietrijke gesteenten onder maanomstandigheden, wordt gesuggereerd dat deze magnetische anomalieën ontstaan door ondergronds afkoelende lava.
Mysterie ontrafeld
Het betekent dat het mysterie van de maanwervelingen eindelijk is ontrafeld. Al hoewel… Voorlopig zijn experimenten nog de enige manier om te onderzoeken hoe onzichtbare lava mogelijk de magnetische effecten van de raadselachtige maanwervelingen veroorzaakt. Krawczynski zou graag de processen rechtstreeks bestuderen. ”Als we simpelweg konden boren, zouden we kunnen controleren of deze reactie plaatsvindt,” zegt hij. “Dat zou fantastisch zijn, maar op dit moment is het nog niet haalbaar. We zijn momenteel beperkt tot onderzoek vanaf het oppervlak.”
De studie is een opmars naar meer. Zo zullen de bevindingen bijdragen aan het interpreteren van gegevens verzameld door toekomstige missies naar de maan, met name die gericht zijn op het verkennen van magnetische anomalieën op het maanoppervlak. NASA heeft bijvoorbeeld plannen om in 2025 een rover naar Reiner Gamma te sturen. Het betekent dat we over slechts een paar jaar mogelijk het bewijs kunnen hebben dat nodig is om dit mysterie écht voor eens en voor altijd op te lossen.
