Когда вы берете в руки кусочек лунного базальта, принесенный астронавтами "Аполлона", вы держите не просто камень, а застывшую "магнитную дискету" возрастом в 3,5 миллиарда лет. В те времена, когда на Земле едва зарождались первые формы жизни, над ночным горизонтом висел совсем иной спутник — геологически активный, изрыгающий лаву и обладающий невидимым щитом.
Однако десятилетиями ученые бились над парадоксом: маленькое ядро Луны должно было остыть слишком быстро, чтобы поддерживать стабильное магнитное поле миллионы лет подряд. Новые данные заставляют нас пересмотреть саму природу лунного магнетизма, превращая его из стабильной константы в серию ярких, пульсирующих вспышек.
"Долгое время мы пытались вписать Луну в земную модель динамо-эффекта, но Луна — это не уменьшенная копия Земли. Гипотеза об эпизодическом плавлении титановых масс объясняет, почему одни образцы кричат о мощном поле, а другие, того же возраста, молчат. Это было "мерцающее" поле, порожденное внутренними шлейфами магмы, а не постоянным вращением ядра".
эксперт в области астрономии, аналитик космических и астрофизических исследований Наталья Орлова
Загадка лунного динамо начала распутываться в самом неожиданном месте — за стойкой оксфордского паба. Именно там планетологи обратили внимание на странную закономерность: образцы с высоким содержанием титана фиксировали мощный магнетизм, в то время как "бедные" титаном породы оставались нейтральными. Это не было ошибкой оборудования; это была прямая улика, указывающая на то, что формирование магнитного поля Луны было тесно связано с конкретными химическими процессами глубоко в мантии.
Исследования показывают, что около 4 миллиардов лет назад структура спутника напоминала слоеный пирог, где тяжелые титановые минералы постепенно опускались ближе к центру. Этот процесс, хоть и происходил в вакууме космоса, по своей значимости для науки сопоставим с тем, как межзвездная комета 3I/ATLAS раскрывает состав далеких миров. Каждое такое движение материи внутри Луны создавало тепловой импульс, заставляя затихающее ядро снова "включаться" на короткие, по геологическим меркам, периоды.
Механизм, предложенный командой из Оксфорда, до изящного прост и напоминает работу декоративной лавовой лампы. Богатые титаном скопления пород на границе ядра и мантии периодически разогревались, становились менее плотными и устремлялись вверх в виде шлейфов магмы. Этот подъем вызывал интенсивную конвекцию в жидком ядре, запуская магнитное динамо. Всплеск длился всего около 5000 лет, после чего поле снова затухало, превращая Луну в беззащитный перед солнечным ветром кусок серого камня.
Подобные краткосрочные события крайне сложно зафиксировать, так как палеонтологическая летопись Луны фрагментарна. Это напоминает попытки восстановить путь древнего хищника через суперконтинент по редким следам: мы видим начало и конец, но пропускаем промежуточные этапы из-за неполноты данных. Ошибочное представление о стабильном поле на протяжении миллионов лет, вероятно, возникло из-за того, что миссии "Аполлон" высаживались в местах массовых излияний лавы, которые происходили именно в моменты этих магнитных "вспышек".
"Мы находимся в золотом веке селенологии. Китайские миссии уже доставили свежий грунт, а программа Artemis обещает доступ к полярным регионам. Если мы подтвердим теорию "мерцающего поля", это изменит наше понимание тепловой эволюции всех малых тел Солнечной системы, включая астероиды и спутники планет-гигантов".
эксперт в области науки, научный комментатор и популяризатор науки Дмитрий Грачёв
Сегодня, когда человечество всерьез обсуждает создание постоянных баз вне Земли, понимание лунного прошлого становится вопросом выживания. Хотя Марс рассматривается как план Б для колонизации, Луна остается нашим главным испытательным полигоном. Знание того, как и когда здесь работало магнитное поле, помогает оценить глубинные запасы полезных ископаемых и структуру недр, необходимую для строительства подземных городов.
Исследователи полагают, что в ближайшие десять лет нам удастся полностью реконструировать магнитную историю нашего спутника. Это потребует анализа камней из самых разных географических точек Луны, а не только из удобных для посадки равнин Mare Tranquillitatis. Каждый новый образец — это еще один бит информации в глобальной базе данных о том, как формировалась наша планетарная система.
Почему Луна потеряла свое магнитное поле навсегда?
Из-за малого размера ядро Луны быстро остыло и кристаллизовалось. Без жидкого, движущегося металла динамо-эффект невозможен.
Защищало ли это поле Луну от радиации?
Да, в моменты всплесков магнитное поле Луны было сопоставимо с земным, что могло создавать временную магнитосферу, защищавшую поверхность от жесткого солнечного излучения.
Может ли магнитное поле Луны "включиться" снова?
В естественных условиях это невозможно, так как недра Луны окончательно стабилизировались и не обладают достаточной энергией для возобновления конвекции.