Дослідники пропонують нове пояснення півстолітньої магнітної таємниці Місяця

Породи, доставлені на Землю під час програми НАСА "Аполлон" з 1968 по 1972 роки, надали багато інформації про історію Місяця, але вони також були джерелом незмінної таємниці. Аналіз порід показав, що деякі з них, видимо, утворилися в присутності сильного магнітного поля — такого, що по силі конкурує із земним. Але було незрозуміло, як тіло розміром з Місяць могло створити настільки сильне магнітне поле.

Про це розповідають у Браунському університеті, США, передають OstanniPodii.com

Тепер дослідження, очолюване геологом з Браунського університету, пропонує нове пояснення магнітної таємниці Місяця. Це дослідження, опубліковане в журналі Nature Astronomy, показує, що гігантські утворення з породи, що занурюються крізь мантію Місяця, могли створити таку внутрішню конвекцію, яка генерує сильні магнітні поля. За словами дослідників, ці процеси могли створювати періодично сильні магнітні поля протягом першого мільярда років історії Місяця.

«Все, що ми думали про те, як магнітні поля генеруються ядрами планет, говорить нам, що тіло розміром з Місяць не повинно бути здатне генерувати таке ж сильне поле, як земне», — сказав Олександр Еванс, доцент кафедри наук про Землю, навколишнє середовище та планети в Браунському університеті та співавтор дослідження разом із Сонею Тіку зі Стенфордського університету. «Але замість того, щоб думати про те, як постійно живити сильне магнітне поле протягом мільярдів років, можливо, є спосіб періодично отримувати поле високої інтенсивності. Наша модель показує, як це може статися, і вона узгоджується з тим, що ми знаємо про надра Місяця».

Планетарні тіла створюють магнітні поля за допомогою так званого динамо ядра. Тепло, що повільно розсіюється, викликає конвекцію розплавлених металів у ядрі планети. Постійне перемішування електропровідного матеріалу створює магнітне поле. Саме так утворюється магнітне поле Землі, яке захищає поверхню від найнебезпечнішого сонячного випромінювання.

Сьогодні у Місяця немає магнітного поля, і моделі його ядра припускають, що він, ймовірно, був занадто малим і не мав конвективної сили, щоб коли-небудь створювати безперервно сильне магнітне поле. Для того, щоб в ядрі відбувалася сильна конвективна циркуляція, воно повинне розсіювати багато тепла. У випадку раннього Місяця, каже Еванс, мантія навколо ядра була не набагато прохолоднішою, ніж саме ядро. Оскільки теплу ядра не було куди подітися, в ядрі не було великої конвекції. Але нове дослідження показує, як занурення порід могло забезпечити періодичні конвективні прискорення.

Історія цієї породи, що занурюється, починається через кілька мільйонів років після утворення Місяця. Вважається, що дуже рано у своїй історії Місяць був покритий океаном розплавленої породи. Коли величезний океан магми почав охолоджуватися та твердіти, мінерали, такі як олівін і піроксен, які були щільніші, ніж рідка магма, опустилися на дно, а менш щільні мінерали, як анортозит, спливли та створили кору. Рідка магма, що залишилася, була багата титаном, а також тепловиробними елементами, такими як торій, уран і калій, тому для застигання знадобилося трохи більше часу. Коли цей титановий шар нарешті кристалізувався під корою, він був щільнішим, ніж мінерали, що затверділи раніше. Згодом титанові утворення провалилися через менш щільну мантійну породу внизу — процес, відомий як гравітаційне перевертання.

Для цього нового дослідження Еванс і Тіку змоделювали динаміку того, як ці титанові утворення могли б затонути, а також ефект, який вони могли б мати, коли врешті досягли ядра Місяця. Аналіз, який базувався на поточному складі Місяця та передбачуваній в’язкості мантії, показав, що утворення, ймовірно, розбивалися б на згустки діаметром до 60 кілометрів і періодично опускалися протягом приблизно мільярда років.

Новини за подібною темою:

		Радіосигнал від зірки за 12 світлових років від нас може виникати завдяки магнітному полю її планети
		Оріон успішно приводнився на Землю після польоту до Місяця
		Коли-небудь астронавти зможуть пити воду з давніх вулканів Місяця

Як виявили дослідники, коли кожен з цих згустків врешті-решт досяг дна, вони б завдали сильного поштовху динамо ядра Місяця. Розташувавшись трохи нижче місячної кори, титанові утворення були б відносно прохолодними за температурою — набагато нижчою, ніж передбачувана температура ядра десь між 2600 і 3800 градусами за Фаренгейтом. Коли холодні згустки контактували з гарячим ядром після занурення, невідповідність температур призвела б до посилення конвекції ядра, достатньої для того, щоб магнітне поле на поверхні Місяця було таким же сильним або навіть сильнішим, ніж земне.

«Ви можете уявити це як краплю води, яка потрапила на гарячу сковороду», – сказав Еванс. «У вас є щось дуже холодне, що торкається ядра, і раптом може вийти багато тепла. Це спричиняє посилення збивання в ядрі, що й створює ці періодично сильні магнітні поля».

За перший мільярд років існування Місяця, кажуть дослідники, могло статися до 100 таких подій, і кожна з них могла створити сильне магнітне поле тривалістю близько століття.

Еванс каже, що модель переривчастого магнітного поля пояснює не тільки силу магнітної сигнатури, знайденої у зразках порід Аполлона, а й той факт, що магнітні сигнатури в колекції Аполлона сильно різняться — одні мають сильні магнітні сигнатури, а інші — ні.

«Ця модель здатна пояснити як інтенсивність, так і мінливість, яку ми бачимо у зразках Аполлона — те, чого не змогла зробити жодна інша модель», — сказав Еванс. «Вона також дає нам певні часові обмеження на утворення цього титанового матеріалу, що дає нам краще уявлення ранньої еволюції Місяця».

Ідея також цілком піддається перевірці, каже Еванс. Це означає, що на Місяці мав існувати слабкий магнітний фон, який переривався цими сильними подіями. Це має бути очевидним у колекції Аполлона. Водночас, як сильні магнітні сигнатури в зразках Аполлона впадали в очі, ніхто ніколи не шукав слабкіших сигнатур, каже Еванс.

Наявність цих слабких сигнатур разом із сильними дасть цій новій ідеї великий поштовх, що може нарешті розвіяти магнітну таємницю Місяця.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Місяць
• магнітне поле