Apollo-gesteenten verklaren debat over magnetisch veld van de maan

Het debat over de sterkte van het magnetisch veld van de maan ontstond doordat monsters van de Apollo-missies tegenstrijdig bewijs lieten zien van zowel sterke als zwakke velden tijdens de vroege geschiedenis, 3,5 tot 4 miljard jaar geleden. Onderzoekers twistten over de vraag of de Maan een continu sterk of een zwak veld behield, aangezien paleomagnetische gegevens van deze monsters intensiteiten lieten zien tot wel 100 microtesla op sommige momenten, maar verder veel lager waren. De oplossing kwam door het inzicht dat de Apollo-landingen plaatsvonden in titaniumrijke regio's die zeldzame, korte uitbarstingen van intens magnetisme bewaarden die slechts duizenden jaren duurden, in plaats van het typische zwakke veld gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de maan te vertegenwoordigen.

Al meer dan vijftig jaar is de wetenschappelijke gemeenschap verdeeld door de "lunaire magnetische paradox", een raadsel dat voortkomt uit de gesteenten die tussen 1969 en 1972 werden meegebracht tijdens het Apollo program. Terwijl sommige monsters suggereerden dat de vroege Maan een magnetisch schild bezat dat even krachtig was als dat van de aarde, wezen andere gegevens op een veld dat zo zwak was dat het bijna niet bestond. Het begrijpen van deze magnetische geschiedenis is cruciaal, omdat het een venster biedt op de thermische evolutie en de afkoelsnelheid van de maankern. Een nieuwe studie van de University of Oxford, gepubliceerd in Nature Geoscience op 26 februari 2026, verzoent eindelijk deze tegengestelde standpunten door aan te tonen dat beide kampen verschillende fasen van een "flikkerende" magnetische dynamo observeerden.

Hoe beïnvloedde het titaniumgehalte in maanstenen de registraties van het magnetisch veld?

Een hoog titaniumgehalte in maanstenen, met name in Mare-basalten, stelde hen in staat om bewijs van korte, sterke pieken in het magnetisch veld beter vast te leggen en te bewaren. Monsters met meer dan zes procent titanium vertoonden consequent een sterk magnetisme, terwijl monsters met minder titanium wezen op zwakke velden. Deze titaniumrijke samenstelling, gekoppeld aan smeltgebeurtenissen op de kern-mantelgrens van de Maan, veroorzaakte zowel de vorming van het gesteente als de tijdelijke versterking van het veld.

Het onderzoeksteam, onder leiding van universitair hoofddocent Claire Nichols van het Department of Earth Sciences, University of Oxford, maakte gebruik van moderne paleomagnetische technieken om de chemische samenstelling van de Mare-basalten opnieuw te onderzoeken. Hun analyse onthulde een opvallende correlatie: elk maanmonster dat een magnetisch veld met een hoge intensiteit registreerde, was ook verrijkt met titanium. Omgekeerd werden gesteenten met minder dan 6 gew.% titanium universeel geassocieerd met zwakke magnetische signaturen. Deze ontdekking suggereert dat de productie van titaniumrijke vulkanische gesteenten en het genereren van een krachtig magnetisch veld symptomen waren van hetzelfde interne geologische proces.

Specifieke metingen binnen de studie geven aan dat deze titaniumrijke gesteenten magnetische pulsen vastlegden die eerder uitzondering dan regel waren. Volgens Professor Nichols zijn de Apollo-monsters bevooroordeeld door extreem zeldzame gebeurtenissen die slechts enkele duizenden jaren duurden. Historisch gezien werden deze korte periodes van hoge activiteit verkeerd geïnterpreteerd als een stabiel tijdperk van 500 miljoen jaar in de geschiedenis van de maan. In werkelijkheid was het magnetische schild van de Maan waarschijnlijk zwak gedurende het overgrote deel van haar bestaan, en nam de intensiteit alleen toe wanneer aan specifieke thermische omstandigheden diep in het binnenste werd voldaan.

Mechanica van een flikkerende kern

De kern van de maan fungeerde als een intermitterende dynamo waarbij het smelten van titaniumrijk materiaal op de kern-mantelgrens kortstondige uitbarstingen van magnetische activiteit veroorzaakte. In tegenstelling tot het gestage, langdurige magnetische veld van de aarde, werd de lunaire versie aangedreven door episodische afkoeling en mantel-omkering. Deze gebeurtenissen genereerden een veld dat af en toe sterker was dan dat van de aarde, maar doorgaans niet langer dan 5.000 jaar aanhield voordat het terugkeerde naar een slapende of zwakke toestand.

Deze mechanische verklaring verklaart waarom veel wetenschappers sceptisch waren over een sterk maanmagnetisch veld. De kern van de maan is relatief klein — hij beslaat slechts ongeveer een zevende van de totale straal — wat volgens de standaard dynamotheorie moeite zou moeten hebben om een krachtig magnetisch schild in stand te houden. De onderzoekers van de University of Oxford stellen echter voor dat het subduceren of zinken van titaniumrijke mineralen naar de kern toe de noodzakelijke thermische agitatie leverde om de dynamo tijdelijk "aan te zwengelen". Dit mechanisme maakte een flikkerend schild mogelijk dat het oppervlak tussen 3,5 en 4 miljard jaar geleden in korte, intense uitbarstingen beschermde tegen zonnestraling.

Het voortduren van het debat was grotendeels het gevolg van de selectiebias die inherent was aan de Apollo-missies. Omdat de Mare-regio's van de Maan relatief vlak en veilig zijn om te landen, verzamelden astronauten van nature een onevenredige hoeveelheid Mare-basalten. Co-auteur universitair hoofddocent Jon Wade merkt op dat als de missies elders waren geland, wetenschappers waarschijnlijk hadden geconcludeerd dat de Maan nooit een sterk veld had gehad. De modellen van het team bevestigen dat een willekeurige reeks monsters van over het hele maanoppervlak vrijwel zeker de zeldzame, titaniumrijke gesteenten zou missen die deze unieke magnetische gebeurtenissen hebben vastgelegd.

Wat zullen toekomstige Artemis-missies onthullen over het magnetisch veld van de maan?

Toekomstige Artemis-missies zullen monsters verzamelen uit diverse maanregio's buiten de titaniumrijke Apollo-locaties, wat een bredere dataset zal opleveren om de intermitterende magnetische geschiedenis van de maan te bevestigen. Door gebieden met verschillende geologische samenstellingen te bemonsteren, kunnen onderzoekers de titanium-correlatiehypothese testen en een nauwkeuriger tijdlijn van de lunaire dynamo opstellen. Dit zal helpen bepalen of de "flikkerende" toestand een wereldwijd fenomeen was of beperkt bleef tot specifieke vulkanische provincies.

Het Artemis program biedt een unieke kans om magnetische anomalieën te vinden die nog oude kenmerken bevatten in gebieden die de Apollo-astronauten nooit hebben bereikt. Dr. Simon Stephenson, een co-auteur van de studie, benadrukt dat het team nu in staat is om te voorspellen welke soorten gesteenten specifieke veldsterkten zullen bewaren. Door zich te richten op titaniumarme regio's kunnen Artemis-verkenners de "controlegroep" leveren die nodig is om te bewijzen dat de magnetische geschiedenis van de Maan overwegend rustig was, slechts onderbroken door de gewelddadige, door titanium gevoede uitbarstingen die door het team uit Oxford zijn geïdentificeerd.

Nu wetenschappers streven naar een langdurige aanwezigheid op de Maan, is het begrijpen van deze oude magnetische signaturen meer dan een kwestie van historische nieuwsgierigheid. De studie, "An intermittent dynamo linked to high-titanium volcanism on the Moon," gepubliceerd in Nature Geoscience, sluit effectief een belangrijk hoofdstuk in de maanwetenschap af en opent tegelijkertijd nieuwe deuren voor de volgende generatie verkenners. Door oude monsters opnieuw te bekijken met 21e-eeuwse technologie, heeft de University of Oxford aangetoond dat de geheimen van het zonnestelsel vaak verborgen liggen in de gesteenten die we al decennia bestuderen.

• Primair onderzoek: University of Oxford, Department of Earth Sciences
• Publicatie: Nature Geoscience, 26 februari 2026
• Belangrijkste bevindingen: Sterke magnetische gebeurtenissen waren zeldzaam (ca. 5.000 jaar) en gekoppeld aan titaniumrijk vulkanisme.
• Impact: Lost het 50 jaar oude conflict op tussen theorieën over een sterk en een zwak maanmagnetisch veld.