Das magnetische Feld des Mondes könnte die Erde überholt haben

Der Mond hatte einst ein magnetisches Herz, das dem Mond half, ein Magnetfeld zu erzeugen, das stärker ist als das der Erde, sagen Forscher.

Es bleiben jedoch viele Geheimnisse über das Magnetfeld des Mondes, wie zum Beispiel, was es antrieb und wann es endete, fügten die Wissenschaftler hinzu.

Der Mond hat heute kein globales Magnetfeld. Mondgesteine, die Astronauten während der Apollo-Missionen sammelten, legten jedoch nahe, dass der Mond vor Milliarden von Jahren ein Magnetfeld hatte. [Die 17 Apollo-Mondmissionen der NASA in Bildern]

Aber Wissenschaftler waren sich nicht sicher, ob der Mond ein Magnetfeld auf die gleiche Weise wie die Erde erzeugte oder ob die auf dem Mond sichtbaren Magnetfelder stattdessen von äußeren Kräften erzeugt wurden. Zum Beispiel könnten kosmische Einschläge auf den Mond supererhitztes Plasma ausgelöst haben, das starke, kurze Magnetfelder erzeugte, was die magnetisierten Gesteine ​​erklärt, die die Astronauten entdeckt haben.

In den letzten sechs Jahren hat jedoch eine neue Generation von wissenschaftlichen Techniken und Computersimulationen gezeigt, dass der Mond einen magnetischen Kern wie der der Erde hatte.

Magnetfelder werden durch elektrische Ströme erzeugt.

"Wir denken, dass Planeten Magnetfelder erzeugen, indem sie elektrisch leitende Fluide in ihnen bewegen", sagte Co-Autor der Studie, Benjamin Weiss, ein planetarischer Wissenschaftler am MIT. Fließendes Metall im Erdkern macht das Herz des Planeten zu einem Dynamo - einem Generator für elektrischen Strom - und dieser Dynamo erzeugt das Magnetfeld der Erde.

Wenn der Mond einen Dynamo hat, der ein magnetisches Feld erzeugt, könnte dies wichtige Einsichten in seine verborgene innere Struktur liefern.

"Die entscheidende Frage der Mondforschung für mehr als vier Jahrzehnte, noch vor den Apollo-Missionen, ist, inwiefern der Mond ein ungeschmolzener Urkörper ist wie viele Asteroiden, im Gegensatz zu einem geschmolzenen weiterentwickelten Körper mit einer vielschichtigen Struktur, der eine haben kann Metallkern mit einem Magnetfeld ", sagte Weiss zu ProfoundSpace.org.

"Der Mond befindet sich zwischen einem Planeten und einem kleinen Körper wie ein Asteroid. Ob der Mond einen alten Dynamo hatte, könnte also zeigen, dass er ein hochentwickelter Körper ist, der sich in Schichten wie die Erde unterscheidet", fügte er hinzu. "Das würde Ihnen von der Herkunft des Mondes erzählen - einige Modelle sagen, dass der Mond kalt und ungeschmolzen begonnen hat, während andere vermuten, dass er aus einem riesigen Aufprall entstanden ist und vorhersagt, dass er heiß sein sollte." [10 Überraschende Mond Fakten]

Kürzliche Scans von magnetisierten Mondgesteinen, die keine Hinweise auf Effekte kosmischer Einflüsse zeigen, liefern nun einen starken Beweis dafür, dass der Mond ein Magnetfeld von 4,25 Milliarden bis 3,56 Milliarden Jahren hatte, mindestens 1 Milliarde Jahre nach der Mondbildung.

"Das Magnetfeld der Erde ist derzeit 50 Mikroteslas stark", sagte Weiss. "Der frühe Mond hatte vielleicht ein Magnetfeld, das größer war, vielleicht bis zu mehr als 70 Mikroteslas."

Es bleibt ungewiss, was dieses überraschend intensive Magnetfeld des Mondes hätte antreiben können. "Es ist schwer zu verstehen, wie das Magnetfeld des Mondes so stark sein könnte, wie es schien, da der Mond einen sehr kleinen Kern hat", sagte Weiss. "Der Kern des Mondes ist vielleicht ein Fünftel bis ein Siebtel des Radius des Mondes, während der Kern der Erde vielleicht die Hälfte des Planetenradius ist. Dies bedeutet, dass die Oberfläche des Mondes viel weiter von seinem Kern entfernt ist als mit der Erde "Da die Magnetfelder mit der Entfernung stark an Stärke abnehmen, ist es schwer zu verstehen, wie der Mond ein Magnetfeld hatte, das bis zu seiner Oberfläche stark war."

Von allen bekannten Dynamos von Planeten wird allgemein angenommen, dass sie durch Konvektion, das Aufwirbeln von Fluiden aufgrund von Wärme, angetrieben werden. Angesichts der Größe des Mondes - nur etwa ein Viertel des Erddurchmessers - hätte der Mond relativ schnell abkühlen müssen. Ein Mond-Dynamo, der nur durch Konvektion angetrieben wird, dürfte also nur bis vor etwa 4,1 Milliarden Jahren nur für ein paar hundert Millionen Jahre bestanden haben.

Neue Modelle deuten jedoch darauf hin, dass die Innereien des Mondes möglicherweise weniger zähflüssig waren als gedacht, und dass radioaktives Material im Inneren des Mondes es wärmer halten könnte. Diese Faktoren haben vielleicht dazu geführt, dass ein konvektionsbetriebener Monddynamo bis vor 3,5 Milliarden oder 3,4 Milliarden Jahren gedauert hat.

Für den größten Teil der menschlichen Geschichte war der Mond weitgehend ein Mysterium. Es brachte Ehrfurcht und Furcht hervor und ist bis heute die Quelle von Mythen und Legenden. Aber heute wissen wir viel über unseren Lieblingssatelliten. Machst du?

Es gibt noch andere exotische Mechanismen, von denen Wissenschaftler behauptet haben, sie könnten den Monddynamo angetrieben haben.

"Man muss den Mond mit großen Einschlägen von Asteroiden vielleicht ein paar Mal schräg schlagen", sagte Weiss. "Man könnte auch die Tatsache gebrauchen, dass der Spin des Mondes über die Zeit wackelt, was Präzession genannt wird, und in der Vergangenheit, als er näher an der Erde war, viel stärker wackelte, und das auch Bewegung erzeugen konnte, um einen Dynamo anzutreiben Mechanismen sind heute in keinem planetaren Körper bekannt und würden neue Wege zur Erzeugung von Magnetfeldern darstellen. "

Ein anderer Mechanismus könnte die Hauptenergiequelle für den Dynamo der Erde sein, nämlich die Kristallisation seines Kerns, die dazu führt, dass leichtere Elemente wie Schwefel von unten nach oben schweben und Materie aufrühren. "Dies könnte eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Monddynamos gespielt haben", sagte Weiss.

Seltsamerweise ist das Mondmagnetfeld nach 3,5 Milliarden Jahren nicht vollständig verschwunden, sondern blieb mindestens vor etwa 3,2 Milliarden Jahren, wenn auch mindestens 10 Mal schwächer.

"Vielleicht gab es mehrere Dynamomechanismen, die zu verschiedenen Zeiten in der Mondgeschichte operierten - ein Mechanismus während der Frühzeit des Mondes, als das Magnetfeld wirklich stark war, wie Präzession, und als dieser ausgeschaltet wurde, übernahm ein anderer schwächerer Mechanismus für eine Weile Kristallisation ", sagte Weiss.Bestimmte Modelle deuten darauf hin, dass der Monddynamo spontan von stark zu schwach übergehen könnte, fügte er hinzu.

Über das Magnetfeld des Mondes ist noch vieles unbekannt. "Wir wissen immer noch nicht, wann der Monddynamo ausgeschaltet wurde", sagte Weiss. "Es gibt Beweise, dass es bis vor mindestens 3,3 Milliarden Jahren und vielleicht vor 1,3 Milliarden Jahren so lange gedauert hat, dass es die Grenzen dessen, was wir wissen, in den Monddynamo treiben kann."

Weiss und seine Kollegin Sonia Tikoo berichteten heute (4. Dez.) in der Zeitschrift Science über die neuesten Erkenntnisse zum Monddynamo.