Лунные «вереницы» могут быть намагничены невидимой магмой

Автор: Pixabay from Pexels

Лунные водовороты — это светлые извилистые образования на поверхности Луны, достаточно яркие, чтобы их можно было увидеть в телескоп на заднем дворе. Некоторые люди думают, что они похожи на мазки на абстрактной картине. Но это не просто художественные выдумки: изображения НАСА показывают, что усики некоторых лунных водоворотов простираются на сотни миль.

Лунные вихри не поддаются простому объяснению, но недавнее моделирование и данные космических аппаратов проливают свет на эту запутанную тайну. Данные показывают, что камни в водоворотах намагничены, и эти камни отклоняют или перенаправляют частицы солнечного ветра, которые постоянно бомбардируют Луну. Вместо этого удар принимают на себя близлежащие камни. Со временем соседние породы темнеют в результате химических реакций, вызванных столкновениями, а завитки остаются светлыми.

Но как намагничились камни в лунных водоворотах? Сегодня у Луны нет магнитного поля. Ни один космонавт или марсоход еще не посетил лунный водоворот для исследования.

«Удары могут вызвать такие типы магнитных аномалий», — сказал Майкл Дж. Кравчински, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в отделе искусств и наук Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Он отмечает, что метеориты регулярно доставляют богатый железом материал в районы на поверхности Луны. «Но есть некоторые водовороты, в которых мы просто не уверены, как удар мог создать такую форму и такой размер предмета».

Кравчинский считает, что более вероятно, что что-то другое локально намагничило водовороты.

«Другая теория состоит в том, что под землей есть лава, медленно остывающая в магнитном поле и создающая магнитную аномалию», — сказал Кравчинский, который разработал эксперименты для проверки этого объяснения. Его результаты опубликованы в Журнале геофизических исследований: Планеты.

Кравчински и первый автор исследования Юаньюань Лян, которая недавно получила докторскую степень. Доктор наук о Земле, окружающей среде и планетологии в Arts & Sciences измерил влияние различных комбинаций атмосферной химии и скорости магматического охлаждения на минерал под названием ильменит, чтобы увидеть, могут ли они вызвать намагничивающий эффект.

«Земные породы очень легко намагничиваются, потому что в них часто содержатся крошечные кусочки магнетита, который является магнитным минералом», — сказал Кравчински. «Многие наземные исследования, посвященные вещам с магнетитом, неприменимы к Луне, где нет этого гипермагнитного минерала».

Но ильменит, которого много на Луне, также может вступать в реакцию и образовывать частицы металлического железа, которые можно намагничивать при правильных условиях, обнаружили Кравчинский и его команда.

«Меньшие зерна, с которыми мы работали, по-видимому, создавали более сильные магнитные поля, потому что соотношение площади поверхности к объему больше для меньших зерен по сравнению с более крупными», — сказал Лян. «Благодаря большей открытой площади поверхности более мелкие зерна легче подвергаются реакции восстановления».

«Наши аналоговые эксперименты показали, что в лунных условиях мы можем создать намагничивающийся материал, который нам нужен. Таким образом, вполне вероятно, что эти водовороты вызваны подповерхностной магмой», — сказал Кравчински, научный сотрудник Университетского космического центра Макдоннелла. наук.

Определение происхождения лунных вихрей считается ключевым для понимания того, какие процессы сформировали лунную поверхность, историю магнитного поля на Луне и даже то, как поверхности планет и лун в целом влияют на окружающую их космическую среду.

Это исследование поможет интерпретировать данные, полученные в ходе будущих миссий на Луну, особенно тех, которые исследуют магнитные аномалии на лунной поверхности. НАСА намерено отправить марсоход в область лунного вихря, известную как Райнер Гамма, в 2025 году в рамках миссии Lunar Vertex.

«Если вы собираетесь создавать магнитные аномалии методами, которые мы описываем, то подземная магма должна иметь высокое содержание титана», — сказал Кравчинский. «Мы видели намеки на эту реакцию, создающую металлическое железо, в лунных метеоритах и в лунных образцах с Аполлона. Но все эти образцы представляют собой поверхностные потоки лавы, и наше исследование показывает, что охлаждение под землей должно значительно усилить эти реакции металлообразования».

На данный момент его экспериментальный подход — лучший способ проверить предсказания о том, как невидимая лава может управлять магнитными эффектами таинственных лунных вихрей.

«Если бы мы могли просто углубиться, мы могли бы увидеть, происходит ли такая реакция», — сказал Кравчински. «Это было бы здорово, но пока это невозможно. Сейчас мы застряли на поверхности».

Больше информации: Y. Liang et al, Possibility of Lunar Crustal Magmatism Producing Strong Crustal Magnetism, Journal of Geophysical Research: Planets (2024). DOI: 10.1029/2023JE008179

Источник: Washington University in St. Louis