Исследователи предлагают новое объяснение полувековой магнитной тайны Луны

Породы, доставленные на Землю во время программы НАСА "Аполлон" с 1968 по 1972 год, предоставили много информации об истории Луны, но они также являлись источником неизменной тайны. Анализ пород показал, что некоторые из них, видимо, образовались в присутствии сильного магнитного поля — по силе конкурирующего с земным. Но было непонятно, как тело размером с Луну могло создать столь сильное магнитное поле.

Об этом рассказывают в Браунском университете, США, передают OstanniPodii.com.

Теперь исследование, возглавляемое геологом из Браунского университета, дает новое объяснение магнитной тайны Луны. Это исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, показывает, что гигантские образования из погружающейся сквозь мантию Луны породы могли создать такую ​​внутреннюю конвекцию, которая генерирует сильные магнитные поля. По словам исследователей, эти процессы могли создавать периодически сильные магнитные поля в течение первого миллиарда лет Луны.

«Все, что мы думали о том, как магнитные поля генерируются ядрами планет, говорит нам, что тело размером с Луну не должно быть способно генерировать такое же сильное поле, как земное», - сказал Александр Эванс, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в Браунском университете и соавтор исследования вместе с Соней Тику из Стэнфордского университета. «Но вместо того, чтобы думать о том, как постоянно питать сильное магнитное поле в течение миллиардов лет, возможно, есть способ периодически получать поле высокой интенсивности. Наша модель показывает, как это может произойти, и она согласуется с тем, что мы знаем о недрах Луны».

Планетарные тела создают магнитные поля с помощью так называемого динамо ядра. Медленно рассеивающееся тепло вызывает конвекцию расплавленных металлов в ядре планеты. Постоянное перемешивание электропроводящего материала создает магнитное поле. Именно так образуется магнитное поле Земли, защищающее поверхность от опаснейшего солнечного излучения.

Сегодня у Луны нет магнитного поля, и модели его ядра предполагают, что она, вероятно, была слишком мала и не имела конвективной силы, чтобы когда-либо создавать непрерывно сильное магнитное поле. Для того чтобы в ядре происходила сильная конвективная циркуляция, оно должно рассеивать много тепла. В случае ранней Луны, говорит Эванс, мантия вокруг ядра была не намного прохладнее самого ядра. Поскольку теплу ядра некуда было деваться, в ядре не было большой конвекции. Но новое исследование указывает, как погружение пород могло обеспечить периодические конвективные ускорения.

История этой погружающейся породы начинается через несколько миллионов лет после образования Луны. Считается, что очень рано в своей истории Луна была покрыта океаном расплавленной породы. Когда огромный океан магмы начал охлаждаться и твердеть, минералы, такие как оливин и пироксен, которые были плотнее жидкой магмы, опустились на дно, а менее плотные минералы, как анортозит, всплыли и создали кору. Оставшаяся жидкая магма была богата титаном, а также теплопроизводящими элементами, такими как торий, уран и калий, поэтому для застывания понадобилось чуть больше времени. Когда этот титановый слой наконец-то кристаллизовался под корой, он был более плотным, чем затвердевшие ранее минералы. Впоследствии титановые образования провалились из-за менее плотной мантийной породы вниз – процесс, известный как гравитационное переворачивание.

Для этого нового исследования Эванс и Тику смоделировали динамику того, как эти титановые образования могли бы затонуть, а также эффект, который они могли бы иметь, когда достигли ядра Луны. Анализ, основанный на текущем составе Луны и предполагаемой вязкости мантии, показал, что образования, вероятно, разбивались бы на сгустки диаметром до 60 километров и периодически опускались в течение примерно миллиарда лет.

Новости по подобной теме:

		Радиосигнал от звезды за 12 световых лет от нас может возникать из-за магнитного поля ее планеты
		Орион успешно приводнился на Землю после полета к Луне
		Когда-нибудь астронавты смогут пить воду из древних вулканов Луны

Как обнаружили исследователи, когда каждый из этих сгустков в конце концов достиг дна, они бы нанесли сильный толчок динамо ядра Луны. Расположившись чуть ниже лунной коры, титановые образования были бы относительно прохладными по температуре – намного ниже, чем предполагаемая температура ядра где-то между 2600 и 3800 градусами по Фаренгейту. Когда холодные сгустки контактировали с горячим ядром после погружения, несоответствие температур привело бы к усилению конвекции ядра, достаточной для того, чтобы магнитное поле на поверхности Луны было таким же сильным или даже более сильным, чем земное.

«Вы можете представить это как каплю воды, попавшую на горячую сковороду», – сказал Эванс. «У вас есть что-то очень холодное, что касается ядра, и вдруг может получиться много тепла. Это приводит к усилению сбивания в ядре, что создает эти периодически сильные магнитные поля».

За первый миллиард лет существования Луны, говорят исследователи, могло произойти до 100 таких событий, и каждое из них могло создать сильное магнитное поле продолжительностью около столетия.

Эванс говорит, что модель прерывистого магнитного поля объясняет не только силу магнитной сигнатуры, найденной в образцах пород Аполлона, но и тот факт, что магнитные сигнатуры в коллекции Аполлона сильно отличаются – одни имеют сильные магнитные сигнатуры, а другие – нет.

«Эта модель способна объяснить как интенсивность, так и изменчивость, которую мы видим в образцах Аполлона – то, чего не смогла сделать ни одна другая модель», – сказал Эванс. «Она также дает нам определенные временные ограничения на образование этого титанового материала, что дает нам лучшее представление ранней эволюции Луны».

Идея также полностью подвергается проверке, говорит Эванс. Это значит, что на Луне должен был быть слабый магнитный фон, который прерывался этими сильными событиями. Это должно быть очевидно в коллекции Аполлона. В то же время, как сильные магнитные сигнатуры в образцах Аполлона бросались в глаза, никто никогда не искал более слабых сигнатур, говорит Эванс.

Наличие этих слабых сигнатур вместе с сильными даст этой новой идее большой толчок, что может наконец-то развеять магнитную тайну Луны.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Луна
• магнитное поле