Værd at Vide: Månen kan have sat sine spor i Jordens magnetfelt

Dannelsen af Månen tilskrives almindeligvis et sammenstød mellem en protoudgave af Jorden og et andet stort himmellegeme kun 100 millioner år eller deromkring efter dannelsen af vores solsystem. Himmellegemet, der bragede ind i en tidlig udgave af Jorden, har ligefrem fået sit eget navn, Theia, opkaldt efter en af de 12 oprindelige titanere i den græske mytologi. Det er nok stadig den bedste forklaring på Månens dannelse, selvom sammenstødsteorien ikke er helt uden problemer, som jeg har skrevet en del artikler om inden for de seneste ti år. Selv hvis vi holder os til Theiahypotesen, er der – som Fausto Cattaneo og David Hughes fra University of California, Santa Cruz, skriver i en ny videnskabelig artikel i ­Proceedings of the National Academies of Science (PNAS) – stadigt flere forskellige udgaver af denne, der kan forklare de fysiske egenskaber som masse, massefylde, impulsmoment mv. for Jorden-Månen-systemet. Vi ved derfor stadig ikke, præcis hvordan Månen blev dannet.

I den nye artikel argumenterer de to astrofysikere for, at der er et yderligere og hidtil overset forhold, der har betydning for, hvilke forklaringer der kan være rigtige. Det er det forhold, at ikke alene er Jorden magnetiseret, den er kraftigt magnetiseret. Da temperaturen i Jordens faste kerne er over Curietemperaturen for permanent magnetisering, skal magnetfeltet hele tiden regenereres. Det sker med en hydromagnetisk dynamo i Jordens flydende kerne, der ligger uden om den faste kerne. De fluide bevægelser, der driver dynamoen, skyldes konvektion påvirket af Jordens rotation. Det afgørende i denne forbindelse er, at pga. Jordens hurtige rotation kan dynamoen opretholde et stærkt magnetfelt, men ikke forstærke et svagt magnetisk felt – en hurtig rotation er her set i forhold til de dynamiske egenskaber for dynamoen. Hvis magnetfeltet skulle forsvinde helt, vil konvektionen ikke kunne remagnetisere kernen.

Det betyder, at enten havde Jorden allerede et stærkt magnetfelt inden sammenstødet, som ikke blev ødelagt ved den lejlighed, eller også opstod magnetfeltet i forbindelse med eller umiddelbart efter sammenstødet. De fleste eksperter hælder nok til, at selvom sammenstødet grundet de store masser, der var involveret, var voldsomt, skete det ved en forholdsvis lav hastighed i en såkaldt graze-and-merge- model. Andre har dog peget på, at sammenstødet kunne være sket ved stor hastighed i en endnu voldsommere hit-and-run-model. De to modeller divergerer på afgørende vis med hensyn til, hvordan materiale fra proto-Jorden og Theia efterfølgende fordelte sig i Jorden og Månen. Modellerne kan forklare, hvordan beskaffenheden af Månen og Jorden på mange måder er ens og på andre noget forskellig. I deres artikel kommer Cattaneo og Hughes ikke nærmere et egentligt svar på, hvad det mest sandsynlige scenario har været, for der er stadig en lang række spørgsmål, som kræver en forklaring. Det afgørende er dog, at de har peget på et hidtil overset forhold – nemlig Jordens magnetfelt – som et sammenstød også skal kunne forklare. De to astrofysikere kommer ikke længere end at slutte artiklen med en opfordring til nye hydromagnetiske studier af det specifikke problem med, hvordan Jorden egentlig blev magnetiseret, hvilket er et ganske interessant spørgsmål i sig selv.

Enten havde Jorden allerede et stærkt magnetfelt inden sammenstødet, som ikke blev ødelagt ved den lejlighed, eller også opstod magnetfeltet i forbindelse med eller umiddelbart efter sammenstødet.

Det er nok ikke et let problem, så på den måde er vi ikke i første omgang kommet en forklaring på Månens dannelse meget nærmere. Værd at bemærke i den forbindelse er dog, at der findes andre forskere, som interesserer sig for det historiske magnetfelt på Jorden. I en anden artikel i samme udgave af PNAS kommer Alec Brenner fra Harvard University m.fl. – ud fra målinger af magnetisering i gammelt klippemateriale fra det nordvestlige Australien – frem til, at Jordens magnetfelt i hvert fald så langt tilbage som for 3,25 mia. år siden har været stabilt i form af et næsten rent dipolfelt – godt nok udsat for aperiodiske polvendinger. Hidtil har man kun haft direkte evidens for, at magnetfeltet har haft denne stabile form de seneste ca. 2,7 mia. år. Målingerne af magnetiseringen viser desuden, hvordan området har været udsat for bevægelser i Jordens skorpe i perioden fra 3,45 milliarder år siden til 3,18 milliarder år siden, der svarer nogenlunde til de bevægelser af Jordens tektoniske plader, vi har oplevet i nyere geologisk tid. Vi har således fået mere konkret viden om både magnetfeltet og pladetektonik langt tilbage i tiden, men dog rundt regnet en milliard år efter dannelsen af Månen.

Målingerne slår fast, at de geologiske processer, vi i dag kan iagttage i Jordens indre, udviklede sig og stabiliserede sig forholdsvis hurtigt efter Jordens dannelse. Allerede på et meget tidligt tidspunkt i Jordens historie var kloden bemærkelsesværdig geologisk moden fra yderst til inderst, hvilket var med til at give stabile betingelser for udviklingen af liv, lyder konklusionen.