Holdmágnes-káosz: rövid időre legyőzte a Földet

Az Oxfordi Egyetem Földtudományi Tanszékének tudósai évtizedes vitát rendeztek a Hold mágneses mezejének erősségéről. Évek óta kérdés volt, hogy a Hold korai történelme során (3,5–4 milliárd évvel ezelőtt) erős vagy csupán gyenge mágneses mezőt hozott-e létre. A Nature Geoscience február 26-án megjelent új tanulmánya szerint mindkét nézőpont részben helytálló volt, számolt be róla a Sience Daily.

Az Apollo-missziók által visszahozott kőzetminták újraelemzésével a kutatócsoport bizonyítékot talált arra, hogy a Hold valóban tapasztalt rendkívül erős mágneses periódusokat, amelyek időnként még a Földét is meghaladták. Ezek a fázisok azonban ritkák és rövid ideig tartottak. A Hold történelmének nagy részében mágneses mezeje viszonylag gyenge volt.

A vita elsősorban abból adódott, hogy az összes Apollo-misszió ugyanazon a holdfelszíni régión gyűjtött mintákat. Ebben a területben olyan kőzetek voltak, amelyek az erős mágnesesség ritka kitöréseit rögzítették, így azt a látszatot keltve, mintha ezek a körülmények jóval hosszabb ideig fennálltak volna.

Claire Nichols, az Oxfordi Egyetem Földtudományi Tanszékének docense, a tanulmány vezető szerzője elmagyarázta: „Új kutatásunk arra utal, hogy az Apollo-minták rendkívül ritka, néhány ezer évig tartó eseményekre torzítottak. Eddig ezeket félmilliárd éves holdtörténelemként értelmezték. Úgy tűnik, a mintavételi torzítás miatt nem ismertük fel, milyen rövid és ritka volt ezeknek az erős mágnesességi eseményeknek az időtartama.”

Titánban gazdag kőzetek és a Hold mágnesessége

Bár sok Apollo-minta erős mágnesességet mutatott, egyes tudósok szerint a Hold kis méretű magja – amely a sugár 1/7-ét teszi ki – nem lett volna képes tartósan erős mágneses mezőt fenntartani. Az új kutatás magyarázatot ad arra, hogyan alakult ki rövid ideig ilyen intenzív mágnesesség.

A kutatók a Holdon található mare bazaltok kémiai összetételét vizsgálták. Felfedezték, hogy a kőzet titántartalma szoros kapcsolatban áll a rögzített mágnesesség erősségével. Minden erős mágnesességet mutató minta magas titántartalommal rendelkezett, míg az ennél alacsonyabb, 6 tömegszázalék alatti titántartalmú kőzetek mindig gyenge mezőre utaltak.

Ez arra utal, hogy a titánban gazdag kőzetek képződése közvetlenül összefügg az erős mágneses periódusok kialakulásával. A kutatók szerint a Hold belsejében lévő titánban gazdag anyag olvadása rövid időre rendkívül erős mágneses mezőt hozott létre.

Nichols professzor elmondta: „Úgy véljük, a Hold történelmének túlnyomó részében mágneses mezeje gyenge volt, ami összhangban van a dinamóelmélet előrejelzéseivel. Ugyanakkor nagyon rövid időszakokban – legfeljebb 5 ezer évig, de akár néhány évtizedig – a mag-mántel határnál olvadt titánban gazdag kőzetek igen erős mezőt generáltak.”

Apollo-mintavételi torzítás és az Artemis-missziók lehetőségei

A mare bazaltok viszonylag sima felszínt biztosítottak, ezért ideálisak voltak az Apollo-űrhajósok leszállására. Ennek következtében aránytalanul sok titánban gazdag, erős mágnesességet megőrző kőzet került begyűjtésre. Ezeket a mintákat később a Földön elemezték, ami azt a következtetést eredményezte, hogy a Hold mágneses meze hosszú időn át erős lehetett.

Az új tanulmány számítógépes modelljei alátámasztják, hogy mindez mintavételi torzításból adódott. Ha a kutatók a Hold kőzeteinek véletlenszerűbb kiválasztásával dolgoztak volna, rendkívül valószínűtlen lett volna, hogy olyan ritka mágneses kitöréseket találjanak, mint amilyeneket az Apollo-minták rögzítettek.

Jon Wade, az Oxfordi Egyetem Földtudományi Tanszékének docense, a tanulmány társszerzője így hasonlította össze: „Ha földönkívüliként csak hat alkalommal szállnánk le a Földre, valószínűleg hasonló torzítással találkoznánk, különösen, ha lapos felszínt választanánk leszállóhelynek. Csak a véletlennek köszönhető, hogy az Apollo-missziók a Hold mare régiójára fókuszáltak – ha máshol szálltak volna le, valószínűleg arra a következtetésre jutottunk volna, hogy a Holdnak mindig gyenge mágneses meze volt, és teljesen elmulasztottuk volna a korai holdtörténelem e fontos részét.”

Simon Stephenson, a tanszék másik társszerzője hozzátette: „Most már meg tudjuk jósolni, hogy a Hold különböző típusú mintái milyen mágneses erősségeket őrizhetnek meg. A közelgő Artemis-missziók lehetőséget adnak arra, hogy teszteljük ezt a hipotézist, és mélyebben feltárjuk a Hold mágneses mezejének történetét.”