"Мы связали все химические и физические данные для того, чтобы понять, как на Луне возникло магнитное поле и как оно смогло существовать так долго. Мы создали несколько синтетических версий ядра Луны, используя последние данные о ее составе, и проверили, как они ведут себя при тех давлениях и температурах, которые были в недрах Луны в то время", — заявил Кевин Райтер (Kevin Righter) из Центра космических полетов НАСА имени Джонсона в Хьюстоне (США).

Американские астронавты во время миссий "Аполлонов" доставили на Землю образцы лунной породы, которые несли в себе следы магнитного поля, отсутствующего у современной Луны. С другой стороны, масса и размеры спутника Земли слишком малы для возникновения в его недрах магнитного динамо — потоков расплавленного металла, которые являются источником магнитного поля, в частности, на нашей планете.

Возникает вопрос: откуда взялось это поле и почему оно просуществовало более миллиарда лет? В поисках решения этой загадки ученые сформулировали несколько идей, опираясь на химический, изотопный и минеральный состав пород с "Аполлонов".

К примеру, в 2011 году планетологи предположили, что потоки металла могли возникнуть в ядре Луны в результате того, что оно было взболтано после столкновения с крупным астероидом. Другие группы ученых говорили, что следы магнитного поля в образцах с Луны являются аномалией и что она не обладала сильным магнитным полем в прошлом.

Райтер и его коллеги решили проверить все эти теории, создав в лаборатории аналог ядра Луны из тех пород, из которых она, предположительно, состоит. Для этого ученые вычислили точные доли серы и углерода в породах, доставленных на Землю "Аполлонами", и использовали их для определения химического состава ядра.

Как объясняют геологи НАСА, многие фрагменты пород с "Аполлонов" содержат в себе большое количество микроскопических сфер, застывших капель расплавленных пород, попавших в далеком прошлом на поверхность Луны вместе с потоками горячей лавы из глубинных слоев ее мантии. Зная соотношение серы и углерода в них, можно определить, как много этих элементов и некоторых других веществ содержало ядро Луны.

Последние замеры такого рода, проведенные командой Райтера, указали на почти полное отсутствие обоих элементов в ядре Луны, что сильно поменяло то, как вели себя "муляжи" ядра при сжатии и повышении температур.

Создав давление в 50 тысяч атмосфер и подняв температуру в 1200-1700 градусов Цельсия, ученые НАСА пришли к выводу, что ядро Луны, состоящее в основном из никеля и железа, могло оставаться частично жидким даже при столь скромных температурах и давлениях.

Середина этого ядра постепенно кристаллизовалась и застывала, что заставляло его жидкую часть двигаться и генерировать магнитное поле, сопоставимое по силе с земным. Как долго это динамо работало и нужен ли был астероид для его "запуска", ученые пока не знают, однако все имеющиеся данные указывают на то, что процесс мог происходить сам по себе, за счет остывания материи ядра. 

Почему это важно? Схожие процессы могли происходить в ядрах других лун или небольших планет, чьей массы было недостаточно для разогрева ядра земного типа и запуска динамо. Наличие магнитного поля крайне важно для зарождения жизни, и его наличие у небольших лун может указывать на то, что условия для зарождения жизни встречаются чаще, чем было принято считать.

Источник: ria.ru

Оригинальная статья: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X17300638