Американские астрономы из Брауновского университета показали, что в первый миллиард лет существования Луны на ней периодически возникало сильное магнитное поле. Это отвечает на вопросы, которые полвека волновали исследователей после получения образцов лунного грунта в ходе программы «Аполлон». Научная статья об исследовании опубликована в журнале Nature Astronomy.
В ходе программы «Аполлон», которая проводилась с 1968 по 1972 год, на Землю были доставлены образцы пород с Луны. Они предоставили множество информации, нужной для понимания истории спутника, но также стали источником загадок. Например, при анализе некоторых пород было показано, что они сформировались в присутствии сильного магнитного поля, которое было даже мощнее магнитного поля Земли. Однако у Луны в настоящий момент нет магнитного поля. Кроме того, ее ядро слишком мало, чтобы быть источником постоянного и сильного магнитного поля.
Американские астрономы указали, что ответ нужно искать в событиях, которые происходили через несколько миллионов лет после формирования Луны. Считается, что на тот момент поверхность Луны была покрыта расплавленной породой. Со временем магма начала охлаждаться и застывать. При этом некоторые минералы, такие как оливин и пироксен, были плотнее магмы и опустились на дно, к ядру. Менее плотные минералы, например анортозит, напротив, поднялись к поверхности и сформировали кору. В самой магме было высокое содержание титана и тепловыделяющих элементов (торий, уран, калий).
Когда титановый слой, находящийся под корой, закристаллизовался, оказалось, что он плотнее тех минералов, которые находились у ядра. Со временем титановые образования стали проседать сквозь породу мантии в ходе процесса, который называется гравитационным переворотом. Исследователи смоделировали этот процесс, а также оценили, что происходило тогда, когда титановые породы достигали ядра Луны. Анализ, основанный на современном химическом составе лунной породы и на рассчитанной вязкости мантии, показал, что титановые образования разламывались на небольшие куски (до 60 км в диаметре) и оседали в течение приблизительно миллиарда лет.
Когда каждый такой кусок достигал ядра, оно вело себя соответственно теории гидромагнитного динамо. Титановые образования были относительно холодными, в то время как температура ядра составляла от 1420 °C до 2100 °C. Из-за разницы температур при столкновении этих объектов наблюдалось явление конвекции — передачи тепла. В результате этого также образовывалось магнитное поле, причем по мощности оно могло быть равным земному или даже превосходить его. Таких столкновений титановых пород с ядром могло быть до сотни в течение первого миллиарда лет существования Луны. В результате каждого из них могло образовываться сильное магнитное поле, которое держалось в течение столетия.
Такая модель переменного магнитного поля, возникавшего на Луне, объясняет силу магнитных сигнатур на некоторых образцах лунного грунта, полученных в ходе программы «Аполлон». Более того, эта модель, в отличие от других, объясняет, почему образцы из коллекции «Аполлона» сильно различаются по магнитным сигнатурам. Чтобы проверить, состоятельна ли эта модель, достаточно просто отыскать в коллекции «Аполлона» образцы со слабыми сигнатурами — чем еще никто специально не занимался.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
