Магнетизм Луны: Природа поля
В 1960−70 гг., когда в руки ученых попали многочисленные пробы лунного реголита, их сильно озадачили магнитные свойства некоторых образцов: они имели выраженные северный и южный полюса, и собственное магнитное поле. Сложность в том, что подобное возможно лишь в том случае, если образец не только содержит определенные минералы, но и сформированы они были в присутствии внешнего магнитного поля.
При этом собственное магнитное поле у планет и спутников — в том числе и у Земли — формируется за счет работы «магнитного динамо», движения проводящей жидкости — например, расплавленного железа во внешнем слое земного ядра и влияния возникающих при этом конвективных токов тепла. Луна, однако, слишком мала для полноценной работы такого динамо, и раз у нее некогда было собственное магнитное поле, природа его должна быть иной — или нечто особенное должно запускать магнитное динамо. На днях предложено сразу два возможных объяснения.
Версия первая: тайное влияние Земли
Первая гипотеза предполагает, что механизм запускался влиянием на жидкое ядро более верхних твердых слоев мантии. По мысли группы американских ученых, вращение ядра и мантии могло происходить вокруг слегка смещенных осей, в результате чего граница между ними приобретала не строго сферическую форму, и в жидком ядре возникали течения, необходимые для работы магнитного динамо.
Интенсивность такого перемешивания жидкого ядра зависит от разницы между осями вращения ядра и мантии, а также от текущего расстояния до Земли (известно, что со временем Луна от нас отдаляется — примерно на 3,8 см в год), поскольку именно гравитационное влияние планеты могло вызвать смещение оси вращения мантии относительно ядра.
Версия эта интересна как тем, что она объясняет наличие магнитного поля у молодой Луны, так и тем, что объясняет его отсутствие в настоящий момент. С увеличением расстояния до Земли влияние ее становилось все слабее. Следовательно, отклонение оси вращения мантии спутника от оси вращения ядра становилось все менее заметным, пока его стало вовсе недостаточно для работы магнитного динамо.
Ученые провели расчеты, отталкиваясь от этих рассуждений, и показали, что магнитное поле на Луне могло существовать в течение примерно миллиарда лет ее существования — где-то между 4,2 и 2,7 млрд лет назад. Впрочем, вышло так, что параллельно этой идее опубликована и другая гипотеза.
Версия вторая: жестокость астероидов
Со своим объяснением той же загадки выступили французские ученые. Начали они с той же точки: жидкость в расплавленном ядре могла приводиться в движение и перемешиваться под влиянием мантии Луны. Однако источником этого влияния французы полагают не влияние нашей планеты, а тяжкие удары астероидов, врезавшихся в поверхность спутника.
Время от времени бомбардировки эти достигали достаточно большой активности и дестабилизировали вращение мантии, приводя к временному запуску внутреннего динамо Луны. Понемногу ситуация стабилизировалась, бомбардировки ослабевали, и магнитное поле пропадало — до следующего раза.
Получается довольно интересная вещь. Если следовать первой версии, то магнитное поле у Луны существовало стабильно в течение долгого времени. Если же верна гипотеза французов, то оно возникало периодическими «всплесками». Возможно, геологические исследования позволят установить, как же именно эволюционировало магнитное поле спутника в прошлом — и покажут, чья идея ближе к реальности.
Впрочем, оба механизма отнюдь не исключают друг друга. Вполне возможно, что в действительности они работали параллельно, и верны обе гипотезы. Такое уже не раз случалось в истории науки.
По публикации Space.Com