Десятилетия учёные спорили о том, имела ли Луна сильное магнитное поле в ранней истории, примерно 3,5–4 миллиарда лет назад. Новое исследование показывает, что обе позиции спора оказались верны: Луна действительно имела сильное поле, но только очень короткое время, а большую часть истории оно было слабым.
Анализ образцов, привезённых миссиями «Аполлон», показал, что в отдельные периоды магнитное поле Луны было даже сильнее земного. Однако эти периоды были исключением: большинство лунной истории поле оставалось слабым.
Причина долгого спора заключалась в том, что все миссии «Аполлон» высаживались в одном регионе — Море Кризисов. В этом месте концентрация пород, фиксирующих редкие события сильного магнетизма, была выше среднего. Профессор Клэр Николс (Университет Оксфорда) пояснила: «Новое исследование показывает, что образцы "Аполлона" отражают крайне редкие события, длившиеся всего несколько тысяч лет. Ранее их считали репрезентативными для полумиллиарда лет истории Луны». Ранее многие учёные считали, что Луна не могла иметь сильное поле, так как её ядро относительно мало — около 1/7 радиуса планеты — и не способно поддерживать мощный динамо-механизм. Новое исследование предложило механизм временного формирования сильного поля.
Команда проанализировала химический состав базальтов и обнаружила зависимость между содержанием титана и степенью намагниченности. Все образцы с сильным магнитным полем содержали много титана, а образцы с содержанием менее 6% титана фиксировали слабое поле.
Учёные предполагают, что образование титано-богатых пород и возникновение сильного магнитного поля связано с плавлением титано-богатого материала в глубине Луны, что временно генерировало мощное магнитное поле. По словам профессора Николс: «Мы считаем, что большую часть истории Луна имела слабое поле, что согласуется с динамо-теорией. Но на очень коротких отрезках — не более 5 тысяч лет, а возможно, всего несколько десятилетий — плавление титано-богатых пород у границы ядро-мантия создавало сильное поле».
Выбор Море Кризисов для посадок «Аполлона» объясняет преобладание титано-богатых базальтов среди привезённых образцов. Именно это дало учёным на Земле впечатление, что сильное поле сохранялось долго. Модели, созданные в рамках работы, подтверждают этот сдвиг выборки и показывают, что случайная подборка образцов вряд ли фиксировала бы такие редкие события сильного магнетизма.
Профессор Джон Уэйд (Университет Оксфорда) отметил: «Если бы мы были пришельцами и высаживались на Земле всего шесть раз, выбирая ровные участки, мы столкнулись бы с аналогичным сдвигом выборки. Только случайно миссии "Аполлон" сосредоточились на Море Кризисов, иначе мы могли бы подумать, что Луна всегда имела слабое поле».
Предстоящие миссии «Артемида» позволят проверить эти гипотезы и углубить знания о магнитной истории Луны.