Księżycowe pole magnetyczne mogło nie być krótkotrwałe; Nowe badanie wykazało, że mogło trwać tylko przez krótki moment w czasie geologicznym.
Krótko po uformowaniu się księżyca około 4,5 miliarda lat temu mógł on zacząć generować pole magnetyczne, ochronną powłokę, która może odchylać naładowane cząstki od Słońca. Teraz analizy skał księżycowych sugerują, że jakiekolwiek księżycowe pole magnetyczne zniknęło co najmniej 4 miliardy lat temu, donoszą naukowcy 4 sierpnia w Science Advances.
Namagnesowane księżycowe skały sprowadzone dekady temu przez astronautów Apollo były pierwszą wskazówką, że księżyc mógł kiedyś mieć wewnętrzne dynamo, w którym stopiona, bogata w żelazo skała wiruje wewnątrz jądra ciała niebieskiego, powodując powstanie pola magnetycznego. Ale jak długo mogło trwać takie księżycowe dynamo, nie jest jasne.
Jądro księżyca jest „naprawdę małe”, mówi John Tarduno, geofizyk z University of Rochester w Nowym Jorku, i nie jest jasne, w jaki sposób ten rdzeń mógł utrzymać dynamo na długo przed ochłodzeniem.
W nowym badaniu Tarduno i współpracownicy zbadali magnetyzację kilku próbek skał Apollo. Analiza magnetyzmu maleńkich odłamków metalu uwięzionych w kryształach w skale sprzed 3,9 miliarda, 3,6 miliarda, 3,3 miliarda i 3,2 miliarda lat temu wykazała, że skały te były w ogóle ledwo namagnesowane.
Ale analizy wykazały również, że kawałek szkła księżycowego powstałego podczas uderzenia meteorytu około 2 miliony lat temu „miał silne pole magnetyczne – tylko trochę słabsze niż dzisiejsze Ziemi” – mówi Tarduno. To dziwne, ponieważ „wszyscy zgadzają się, że teraz na Księżycu nie ma pola magnetycznego i nie było takiego pola 2 miliony lat temu”, mówi. „Jak to się stało?”
Podsumowując, odkrycia te prowadzą do jednego wniosku, zespół twierdzi: że księżyc nie wytworzył pola magnetycznego od co najmniej 4 miliardów lat. Namagnesowanie kawałka szkła nastąpiło z powodu uderzenia meteorytu, który również uformował samo szkło, sugerują Tarduno i współpracownicy.
Ta idea – że uderzenie meteorytu może wywołać silne namagnesowanie skał – jest przedmiotem wielu badań naukowych, mówi Tarduno. Gdy meteoryt uderza w powierzchnię Księżyca z superszybkimi prędkościami, to uderzenie może częściowo zjonizować cząsteczki na powierzchni, tworząc grubą namagnesowaną plazmę. „Szkło, poruszając się w tej plazmie, nabrało tak silnego namagnesowania”, mówi.
Księżyc był z czasem wielokrotnie uderzany przez meteoryty. A to oznacza, że inne stosunkowo młode i silnie namagnesowane próbki księżycowe, nad którymi naukowcy zastanawiali się, mogły uzyskać w ten sposób namagnesowanie, mówi Tarduno. Jeśli tak, może to również pomóc wyjaśnić wyniki ostatnich badań, opartych na analizach namagnesowania skał księżycowych sprzed 2,5 miliarda do 1 miliarda lat, które sugerują, że pole magnetyczne Księżyca mogło utrzymywać się aż do 1 miliarda lat temu.
Geodynamicy spierali się o to, jak mały rdzeń Księżyca mógł utrzymywać pole magnetyczne przez miliardy lat, a nawet gdyby Księżyc w ogóle miał pole magnetyczne, mówi Lisa Tauxe, paleomagnetystka z Scripps Institution of Oceanography w La Jolla w Kalifornii. Badania modelowe jądra księżyca wykazały, że „po prostu mają duży problem z wygenerowaniem wystarczającej mocy, aby wytworzyć pole magnetyczne, podczas gdy dla Ziemi można to zrobić całkiem łatwo”. Nowe badanie, jak mówi, „przedstawia dobrze uargumentowany argument przeciwko długowiecznej dziedzinie”.
Jeśli jakieś księżycowe pole magnetyczne zniknęło około 4 miliardów lat temu, długotrwałe bombardowanie powierzchni Księżyca przez wiatr słoneczny od tego czasu mogło pozostawić ukryte bogactwo helu-3 i wody zakopane w glebach księżycowych. Są to produkty, które przyszłe ekspedycje księżycowe mogą być w stanie wydobyć zarówno w celu uzyskania energii, jak i podtrzymywania życia.
Wiercenie w tych glebach może również dać naukowcom bezprecedensowy wgląd w przeszłe właściwości fizyczne Słońca, co może również pomóc naukowcom lepiej zrozumieć warunki na wczesnej Ziemi, mówi Tarduno. „Mamy teraz potencjał, aby dowiedzieć się zarówno o starożytnym słońcu, jak i atmosferze wczesnej Ziemi, czego nie dowiemy się w żaden inny sposób” – dodaje. „To naprawdę ekscytujące”.
