Магнитное поле Луны могло быть не просто кратковременным. Новое исследование показало, что оно могло существовать лишь на мгновение много лет назад.
Вскоре после того, как Луна сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, она, возможно, начала генерировать магнитное поле, защитную оболочку, которая может отклонять заряженные частицы от Солнца. Теперь, анализ лунных горных пород показывает, что любое лунное магнитное поле исчезло по крайней мере 4 миллиарда лет назад, сообщают исследователи 4 августа в Science Advances.
Намагниченные лунные камни, принесенные астронавтами Аполлона несколько десятилетий назад, были первым признаком того, что на Луне, возможно, когда-то была внутренняя динамо-машина, в которой расплавленные, богатые железом горные породы вращаются внутри ядра небесного тела, создавая магнитное поле. Но как долго могла просуществовать такая лунная динамо-машина, было неясно.
«Ядро Луны действительно маленькое», — говорит Джон Тардуно, геофизик из Университета Рочестера в Нью-Йорке, и неясно, как это ядро могло проделывать свою работу задолго до охлаждения.
В новом исследовании Тардуно и его коллеги изучили намагниченность нескольких образцов горных пород Аполлона. Анализ магнетизма крошечных осколков металла, заключенных в кристаллах в горных породах возрастом 3,9 миллиарда, 3,6 миллиарда, 3,3 миллиарда и 3,2 миллиарда лет назад, показал, что эти породы практически не были намагничены.
Но анализ также показал, что кусок лунного стекла, образовавшийся во время падения метеорита около 2 миллионов лет назад, «имел сильное магнитное поле — чуть более слабое, чем у Земли сегодня», — говорит Тардуно. Это странно, потому что «все согласны с тем, что сейчас на Луне нет магнитного поля, и не было его 2 миллиона лет назад», — говорит он. «Как это произошло?»
Взятые вместе, эти результаты указывают на один вывод, говорит команда: что Луна не генерировала магнитное поле в течение как минимум 4 миллиардов лет. Намагничивание кусочка стекла произошло из-за удара метеорита, который также сформировал само стекло, как предполагают Тардуно и его коллеги.
По словам Тардуно, эта идея о том, что удар метеорита может вызвать сильное намагничивание горных пород, обсуждалась во многих научных исследованиях в прошлом. Когда метеорит ударяется о поверхность Луны на сверхбыстрой скорости, этот удар может частично ионизировать частицы на поверхности, создавая густую намагниченную плазму.
«Стекло, двигаясь через плазму, приобрело такую сильную намагниченность», — говорит он.
С течением времени Луна неоднократно подвергалась ударам метеоритов. А это означает, что другие относительно молодые и сильно намагниченные лунные образцы, над которыми ломали голову исследователи, могли получить свою намагниченность таким образом, говорит Тардуно. Если так, это также может помочь объяснить результаты недавних исследований, основанных на анализе намагниченности лунной породы, датируемой 2,5-1 млрд лет назад, которые предполагают, что магнитное поле Луны могло сохраняться до 1 миллиарда лет назад. лет назад.
Геодинамики спорили о том, как маленькое ядро Луны могло выдерживать магнитное поле в течение миллиардов лет или даже если бы у Луны вообще было магнитное поле, говорит Лиза Токсе, палеомагнетист из Института океанографии Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния. Моделирование лунного ядра «просто у меня большие проблемы с генерированием мощности, достаточной для создания магнитного поля, в то время как вы можете сделать это довольно легко для Земли». Новое исследование, по ее словам, «представляет хорошо аргументированные доводы против долгоживущей области».
Если какое-либо лунное магнитное поле действительно исчезло около 4 миллиардов лет назад, продолжительная бомбардировка поверхности планеты солнечным ветром с тех пор, возможно, оставила скрытые богатства гелия-3 и воды, похороненные в лунных почвах. Это продукты, которые будущие лунные экспедиции смогут добывать как для получения энергии, так и для жизнеобеспечения.
Бурение этих почв может также дать ученым беспрецедентный взгляд на физические свойства Солнца в прошлом, что также может помочь ученым лучше понять условия на ранней Земле, говорит Тардуно. «[У нас] есть потенциал, чтобы узнать, как о древнем Солнце, так и об атмосфере ранней Земли, чего вы не получите никаким другим способом», — добавляет он. «Это действительно захватывающий материал».
