Ученые раскрыли тайну мощного магнитного поля древней Луны
Группа ученых из Оксфордского университета в Великобритании предложила решение давней загадки, связанной с магнитным полем Луны. Долгие годы исследователей ставили в тупик образцы лунных пород, доставленные на Землю миссиями «Аполлон»: в них обнаружились свидетельства существования в прошлом чрезвычайно мощного магнитного поля, которое по своей интенсивности иногда превосходило современное магнитное поле Земли. Это казалось невозможным, учитывая, что Луна значительно меньше нашей планеты и не обладает теми же внутренними процессами в ядре, которые генерируют земную магнитосферу.
В новом анализе, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Geoscience, исследователи пришли к выводу, что эти магнитные сигнатуры, возраст которых оценивается в 3,5 миллиарда лет, могут быть доказательством не длительной эпохи, а кратковременных всплесков магнетизма. Планетарный геолог Клэр Николс пояснила, что собранные образцы, вероятно, относятся к чрезвычайно редким событиям, длившимся всего несколько тысяч лет. Однако до сих пор эти данные интерпретировались как отражение полумиллиарда лет лунной истории. Ученые предположили, что выборка оказалась нерепрезентативной, что и помешало ранее понять, насколько короткими и редкими были эти эпизоды сильного магнетизма.
Пересмотрев образцы лунных базальтов, так называемых Моря базальтов, исследователи обнаружили четкую закономерность: породы с более сильной намагниченностью содержали значительно больше титана. Чтобы объяснить эту связь, команда создала компьютерные модели, которые показали, что плавление богатого титаном материала вблизи границы ядра и мантии Луны могло временно увеличить поток тепла из ядра. Этот процесс, в свою очередь, запускал или усиливал динамо-эффект, генерирующий магнитное поле, и одновременно приводил к излиянию богатых титаном лав. Поскольку все миссии «Аполлон» высаживались в сходных регионах лунных Морей — как раз там, где, согласно модели, могли течь такие лавы — собранные астронавтами камни оказались «предвзятыми», что десятилетиями вводило науку в заблуждение.
Ученый-планетолог Джон Уэйд привел аналогию: если бы инопланетяне исследовали Землю, совершив всего шесть посадок, и каждый раз выбирали бы ровную поверхность для приземления, их выборка тоже была бы необъективной. Только благодаря тому, что программа «Аполлон» была сосредоточена на районе лунных Морей, мы получили образцы, указывающие на мощное поле; если бы посадки произошли в другом месте, история ранней Луны выглядела бы иначе. Исследователи подчеркивают, что периоды интенсивного магнетизма длились всего несколько тысяч лет, что является лишь мгновением в масштабе возраста спутника.
Несмотря на то, что гипотеза хорошо объясняет имеющиеся данные, авторы признают, что их модели опираются на ряд допущений, призванных восполнить пробелы в знаниях из-за ограниченного количества доступного материала. Для окончательного подтверждения теории потребуется дополнительное моделирование. Ученые надеются, что прояснить ситуацию помогут будущие миссии по возвращению человека на Луну, запланированные до конца десятилетия. Новые экспедиции предоставят уникальную возможность провести больше тестов и собрать свежие образцы пород. Как отметил геофизик Саймон Стивенсон, теперь ученые могут предсказывать, в каких типах образцов сохранились следы того или иного магнитного поля, и предстоящие миссии «Артемида» позволят проверить эту гипотезу и глубже изучить историю лунного магнетизма.