Разгадана тайна мощного магнитного поля древней Луны

Ученые из Оксфордского университета предложили объяснение одной из главных загадок спутника Земли — происхождению его интенсивного магнетизма в далеком прошлом. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Geoscience, образцы лунных пород, доставленные миссиями «Аполлон», хранят следы не постоянного, а кратковременного и крайне редкого явления.

Долгое время ученые не могли понять, каким образом маленькая и геологически неактивная Луна могла обладать магнитным полем, по силе сопоставимым с земным. Ведь генерация глобального поля требует наличия жидкого ядра и активных процессов внутри небесного тела, которых у нашего спутника практически нет. Изучение базальтов возрастом 3,5 миллиарда лет только добавляло вопросов: их магнитные свойства указывали на существование мощного поля, что противоречило всем существующим моделям.

Ключ к разгадке нашелся при детальном анализе химического состава тех самых образцов. Исследователи обнаружили четкую корреляцию: чем выше было содержание титана в породе, тем более сильную намагниченность она демонстрировала. Это наблюдение стало отправной точкой для создания компьютерных симуляций, которые должны были связать химию лунных минералов с физикой магнитного поля.

Моделирование показало, что в недрах Луны могли происходить особые геологические процессы. Плавление богатых титаном пород на границе каменистой мантии и железного ядра приводило к временному, но резкому увеличению теплового потока. Этот тепловой всплеск, в свою очередь, запускал или усиливал так называемый динамо-эффект, создавая мощное, но недолговечное магнитное поле вокруг спутника.

«Наше исследование предполагает, что образцы «Аполлонов» запечатлели исключительно редкие события, длившиеся всего несколько тысяч лет, — объясняет планетарный геолог Клэр Николс. — Ранее же их ошибочно интерпретировали как свидетельство непрерывного магнетизма на протяжении полумиллиарда лет». По мнению ученых, ошибка возникла из-за нерепрезентативной выборки: все миссии программы «Аполлон» садились в сходных регионах, богатых титановыми лавами.

Если бы космические аппараты прилунились в другом месте, то выводы ученых были бы прямо противоположными — они решили бы, что Луна всегда обладала лишь слабым магнитным полем. Геолог Джон Уэд проводит аналогию с гипотетическими инопланетянами: «Исследуя Землю, они совершили бы всего шесть посадок, и все на плоские базальтовые равнины. Это дало бы им крайне искаженное представление о геологическом разнообразии и истории нашей планеты».

Сегодня магнитное поле Луны очень слабое и неоднородное, однако исследователи не ставят точку в этом вопросе. Их гипотеза, хоть и убедительна, основана на ряде допущений из-за ограниченности имеющегося материала. Окончательно подтвердить или опровергнуть теорию помогут новые образцы, которые планируется получить в ходе программы «Артемида» уже до конца текущего десятилетия.

«Теперь мы можем прогнозировать, какие именно типы пород хранят следы сильного или слабого магнитного поля, — говорит геофизик Саймон Стивенсон. — Это позволяет будущим миссиям целенаправленно собирать образцы в разных районах Луны, чтобы проверить нашу гипотезу и по-настоящему понять раннюю историю магнитного поля спутника».