Ученые наконец-то нашли объяснение одной из самых необъяснимых загадок программы Apollo. Некоторые собранные образцы горных пород с поверхности Луны, по-видимому, образовались в магнитном поле, столь же сильном, как и на Земле. Но Луна лишена дипольного поля. Как объяснить наличие магнетизма в породе?
Магнитные поля создаются внутри планетарных тел в электропроводящих расплавленных ядрах планет. Но ядро немагнитной Луны сильно отличается от намагниченных внутренностей Земли — оно плотное и холодное. Ученые считают, что наш спутник охлаждался изнутри довольно быстро и равномерно после того, как образовался около 4,5 млрд лет назад. А это означает, что у него нет сильного магнитного поля. Многие ученые считают, что его никогда и не было.
Однако собранная порода во время миссий NASA Apollo с 1968 по 1972 год оказалась намагниченной так, словно камни были созданы внутри геомагнитного поля. Причем достаточно мощного, чтобы соперничать с земным. Но встречались образцы породы, в которых почти не было магнитных сигнатур.
Попытки объяснить загадку Луны
За последние 50 лет ученые придумали множество возможных объяснений этого странного несоответствия. Возможно, после своего образования Луна охлаждалась не так быстро, как казалось сначала. Или, может быть, гравитационное взаимодействие Луны с Землей вызвало у нее повышенное колебание, выплескивающееся вокруг ее охлаждающихся внутренностей и усиливающее ее магнитное поле. Другая идея заключается в том, что астероиды так сильно бомбардировали наш спутник, что толчки вызвали небольшую активность лунного ядра, на время сформировавшего магнитное поле.
Планетолог из Университета Брауна Александр Эванс вместе с соавтором исследования Соня Тику-Шанц, геофизиком из Стэнфордского университета, придумали совершенно новое объяснение. Свою научную статью они опубликовали 13 января в журнале Nature Astronomy.
«Живая история» Луны
В течение первого миллиарда лет жизни Луны ее небольшое внутреннее ядро было окружено частично расплавленным внешним ядром. Также на ее поверхности бушевал океан расплавленной породы. В результате разницы температур внутри и снаружи могла происходить очень небольшая конвекция. Таким образом Луна могла создать сильное переменное магнитное поле. По мере того как она постепенно охлаждалась, минералы, содержащиеся в ее горячей магме, охлаждались с разной скоростью.
Самые плотные минералы — оливин и пироксен — должны были застыть и опуститься первыми, а менее плотная магма, содержащая титан наряду с тепловыделяющими элементами, такими как калий, торий и уран, поднялась бы прямо под кору и позже потеряла свое тепло. После охлаждения до точки кристаллизации богатая титаном порода будет тяжелее многих твердых тел под ней, что заставит ее медленно, но неуклонно опускаться к расплавленному внешнему ядру.
Кратковременный запуск магнитного поля
Изучая состав Луны и делая расчетное предположение о ее прошлой вязкости мантии, ученые подсчитали, что тонущий титан разбился бы на куски размером до 60 км в поперечнике. Затем обломки погружались бы в недра спутника в течение примерно миллиарда лет с разной скоростью. Каждый раз, когда один из этих холодных кусков титана ударялся о горячее внешнее ядро нашего спутника, разница температур вновь «зажигала» спящие конвекционные потоки ядра, кратковременно запуская магнитное поле Луны.
«Представьте себе каплю воды, падающую на горячую сковороду. У вас есть что-то очень холодное, что касается ядра. При этом при соприкосновении выделяется много тепла. Этот процесс вызывает возмущение в ядре, что периодически порождает сильные магнитные поля», — объясняет Эванс.
Остается открытым вопрос породы, у которой не было обнаружено никаких магнитных сигнатур. Ученые более внимательно проверят лунные образцы с Apollo, чтобы обнаружить пробы со слабой магнитной сигнатурой. Если среди слабых магнитных сигнатур будут обнаружены сильные магнитные всплески, это может положить конец тайне лунного магнетизма раз и навсегда.
Напомним, что ранее загадочный объект на Луне оказался большим разочарованием.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
