Исследователи с кафедры наук о Земле Оксфордского университета разрешили давний спор по поводу силы магнитного поля Луны. На протяжении десятилетий ученые спорили, имела ли Луна сильное или слабое магнитное поле на раннем этапе своей истории (3,5–4 млрд лет назад). Теперь новый анализ показывает, что обе стороны спора фактически правы.
Исключительные события сильного магнетизма
Используя образцы, собранные во время миссий Apollo, ученые обнаружили, что иногда Луна имела чрезвычайно сильное магнитное поле — даже сильнее земного. Но эти периоды были очень короткими и исключительными — большую часть времени Луна имела слабое поле.
Причиной длительной дискуссии является то, что все миссии Apollo садились в одном и том же месте, где была высока концентрация горных пород, случайно зафиксировавших эти редкие случаи сильного магнетизма.
Новое исследование показывает: образцы, собранные в рамках программы Apollo, отражают не типичную историю Луны, а чрезвычайно редкие события, длившиеся всего несколько тысяч лет. Тем не менее их долго интерпретировали как свидетельство примерно 0,5 млрд лет лунной эволюции. Похоже, именно смещение выборки помешало понять, насколько краткими и редкими были периоды сильного магнетизма.
Как маленькая Луна создала большой магнетизм
Несмотря на сильный магнетизм лунных образцов, собранных миссией Apollo, многие ученые считали, что Луна может иметь только слабое или вообще отсутствующее магнитное поле, аргументируя это тем, что относительно небольшой размер ядра Луны (около 1/7 ее радиуса) не позволяет генерировать сильное поле. Однако новое исследование предлагает механизм, с помощью которого сильное поле может быть временно сгенерировано и сохранено.
Исследовательская группа проанализировала химический состав одного из видов лунных пород, известных как базальты Моря, и выявила новую закономерность между содержанием титана в них и силой их магнитного поля. Все лунные образцы, в которых было зафиксировано сильное магнитное поле, содержали большое количество титана, а образцы, содержащие менее 6% титана по весу, имели слабое магнитное поле.
Это говорит о том, что образование горных пород с высоким содержанием титана и генерация сильного лунного магнитного поля связаны между собой. Исследователи считают, что оба процесса были вызваны плавлением богатых титаном материалов в глубинах Луны, что временно создало очень сильное магнитное поле.
Профессор Николс добавил: «Сейчас мы считаем, что на протяжении большей части истории Луны ее магнитное поле было слабым, что соответствует нашему пониманию теории динамо. Но в течение очень коротких периодов — не более 5000 лет, а возможно, и всего нескольких десятилетий — плавление богатых титаном пород на границе ядра и мантии Луны приводило к образованию очень сильного поля».
Ошибочная интерпретация результатов миссий Apollo
Поскольку базальты Моря были идеальным местом посадки для миссий Apollo благодаря своей относительной равнинности, астронавты привезли гораздо больше титановых базальтов (содержащих доказательства существования сильного магнитного поля), чем на поверхности Луны.
В результате большое количество этих пород было проанализировано учеными на Земле, и раньше это интерпретировалось как признак того, что лунное магнитное поле было сильным в течение продолжительных периодов его истории.
Модели, разработанные в рамках исследования, подтверждают это предположение и свидетельствуют о том, что при измерении случайной выборки образцов почти невозможно, чтобы любой из них зафиксировал столь редкие случаи сильного магнитного поля.
Что могут раскрыть будущие миссии
Ученые заявляют об удачной случайности миссий Apollo. Так, один из соавторов исследования, доцент Джон Уэйд, сказал: «Только благодаря случайности миссии Apollo сосредоточились на регионе Моря Луны — если бы они приземлились где-нибудь, мы, вероятно, пришли бы к выводу, что Луна всегда имела лишь слабое магнитное поле, и полностью пропустили бы эту важную часть ранней истории спутника Земли.
Соавтор исследования доктор Саймон Стивенсон добавил: «Сейчас мы можем предположить, какие типы образцов сохранят силу магнитного поля на Луне. Будущие миссии Artemis дают нам возможность проверить эту гипотезу и глубже погрузиться в историю лунного магнитного поля».
По материалам phys.org
