Международная группа исследователей представила новую версию объяснения одной из ключевых загадок лунной геологии — происхождения мощного магнитного поля в далёком прошлом спутника Земли. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Сегодня магнитное поле Луны крайне слабое и носит локальный характер, что резко контрастирует с глобальным магнитным полем Земли. Однако образцы пород, доставленные миссиями «Аполлон», возраст которых оценивается примерно в 3,5 миллиарда лет, указывают на то, что в древности магнитное поле Луны могло быть значительно сильнее и в отдельные периоды сопоставимым с современным земным. Этот факт долгое время вызывал вопросы, поскольку Луна меньше Земли и не обладает аналогичными внутренними источниками энергии, поддерживающими устойчивый динамо-механизм.
Учёные из Оксфордского университета предположили, что зафиксированные в породах сильные магнитные сигналы могут быть связаны не с длительным существованием мощного поля, а с кратковременными и редкими всплесками магнитной активности. В рамках исследования был проведён повторный анализ базальтов лунных морей — вулканических пород, сформировавшихся на древних лавовых равнинах. Выяснилось, что наиболее намагниченные образцы отличаются повышенным содержанием титана.
Далее исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы оценить влияние процессов формирования таких пород на внутреннюю динамику Луны. Модели показали, что плавление титаносодержащих пород вблизи границы ядра и мантии могло усиливать тепловой поток из ядра. Это временно активировало или усиливало динамо-процесс, формирующий магнитное поле. Одновременно происходили извержения лавы с высоким содержанием титана — именно такие образцы и были собраны астронавтами «Аполлона».
Геолог Джон Уэйд отметил, что выводы могут быть частично искажены из-за ограниченного числа доступных образцов. По его словам, если бы гипотетические инопланетяне посетили Землю всего шесть раз и брали пробы только в одном типе местности, они могли бы прийти к столь же неполным выводам.
Согласно новой гипотезе, периоды усиленного магнитного поля на Луне могли продолжаться лишь несколько тысяч лет, что крайне мало по сравнению с возрастом спутника. Авторы подчёркивают, что их модель базируется на ограниченных данных, однако будущие исследования способны внести ясность. Геофизик Саймон Стивенсон заявил, что теперь можно прогнозировать, какие именно типы пород должны сохранять следы различных уровней древнего магнитного поля. По его словам, предстоящие миссии программы Artemis позволят получить новые образцы и уточнить историю магнитной эволюции Луны.