Международная группа учёных предложила убедительное объяснение одной из самых давних загадок лунной геологии: почему некоторые породы, привезённые миссиями «Аполлон», несут следы сильного глобального магнитного поля, хотя сегодня у Луны его практически нет. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Сегодня магнитное поле Луны крайне слабое и существует только в виде отдельных локальных «пузырей». Но образцы базальтов возрастом около 3,5 млрд лет показывают намагниченность, сравнимую по силе с современным земным полем. Это долгое время ставило учёных в тупик: Луна слишком мала, у неё нет активного жидкого внешнего ядра и конвекции, как у Земли, которые поддерживают динамо-эффект.

Ключ — в титановых базальтах и кратковременных всплесках

Учёные из Оксфордского университета заново изучили так называемые базальты лунных морей — вулканические породы, заполнявшие древние лавовые равнины. Они заметили чёткую закономерность: самые сильно намагниченные образцы содержат повышенное количество титана.

Компьютерное моделирование показало: плавление богатых титаном пород вблизи границы ядра и мантии могло резко усиливать тепловой поток из ядра. Это временно «включало» или значительно усиливало динамо-процесс — механизм, создающий магнитное поле.

Одновременно такие процессы вызывали извержения лавы с высоким содержанием титана — именно эти породы и собрали астронавты «Аполлона».

«Если бы инопланетяне прилетели на Землю всего шесть раз и брали образцы только в одном типе местности, у них возникло бы похожее искажение данных», — отметил геолог Джон Уэйд, сравнивая ограниченность лунных образцов с гипотетической выборкой на Земле.

Кратковременные «магнитные вспышки» вместо долгой жизни поля

Согласно новой модели, мощное магнитное поле на Луне не существовало миллиарды лет подряд. Оно включалось лишь на несколько тысяч лет — очень короткий срок по геологическим меркам. Такие всплески совпадали с периодами интенсивного плавления титановых пород и мощных вулканических извержений.

«Теперь мы можем предсказать, какие типы пород должны сохранять следы разных уровней магнитного поля Луны», — отметил геофизик Саймон Стивенсон. По его словам, будущие миссии программы Artemis дадут возможность собрать новые образцы и проверить гипотезу.

Пока модель основана на ограниченном наборе данных — всего несколько десятков образцов с «Аполлонов». Но даже в таком виде она объясняет парадокс: почему сильная намагниченность встречается именно в титановых базальтах и почему нет следов постоянного поля.

Вкратце

Учёные из Оксфорда объяснили мощное магнитное поле Луны 3,5 млрд лет назад: оно возникало кратковременно (несколько тысяч лет) из-за усиления теплового потока от ядра при плавлении богатых титаном пород. Это совпадало с извержениями титановых базальтов, которые и сохранили сильную намагниченность. Модель решает давнюю загадку и предсказывает, где искать следы разных уровней поля. Новые образцы Artemis смогут её проверить. Работа опубликована в Nature Geoscience.