Тщательное исследование, опубликованное в мае 2023 года, показало, что внутреннее ядро Луны на самом деле представляет собой твердый шар с плотностью, схожей с плотностью железа. Исследователи надеются, что это поможет разрешить давний спор о том, является ли внутреннее сердце Луны твердым или расплавленным , и приведет к более точному пониманию истории Луны — и, как следствие, истории Солнечной системы.
«Наши результаты, — пишет группа под руководством астронома Артура Брио из Французского национального центра научных исследований во Франции, — ставят под сомнение эволюцию магнитного поля Луны, поскольку они демонстрируют существование внутреннего ядра, и поддерживают сценарий глобального переворота мантии, который дает существенные сведения о хронологии лунной бомбардировки в первый миллиард лет существования Солнечной системы».
Исследование внутреннего состава объектов Солнечной системы наиболее эффективно осуществляется с помощью сейсмических данных. То, как акустические волны, генерируемые землетрясениями, движутся и отражаются от материала внутри планеты или луны, может помочь ученым создать подробную карту внутреннего строения объекта .
У нас есть лунные сейсмические данные, собранные миссией Apollo, но их разрешение слишком низкое, чтобы точно определить состояние внутреннего ядра. Мы знаем, что есть жидкое внешнее ядро , но то, что оно охватывает, остается предметом споров. Модели твердого внутреннего ядра и полностью жидкого ядра одинаково хорошо работают с данными Apollo.
Чтобы выяснить это раз и навсегда, Брио и его коллеги собрали данные космических миссий и экспериментов по лазерной локации Луны , чтобы составить профиль различных характеристик Луны. К ним относятся степень ее деформации из-за гравитационного взаимодействия с Землей, изменение расстояния от Земли и ее плотность.
Затем они провели моделирование с различными типами сердечников, чтобы определить, какие из них наиболее точно соответствуют данным наблюдений.
Они сделали несколько интересных выводов. Во-первых, модели, которые наиболее точно соответствуют тому, что мы знаем о Луне, описывают активный переворот глубоко внутри лунной мантии.
Это означает, что более плотный материал внутри Луны падает к центру, а менее плотный материал поднимается вверх. Эта активность давно предлагалась как способ объяснить присутствие определенных элементов в вулканических регионах Луны. Исследование команды добавляет еще один пункт в список доказательств “for”.
И они обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное — с внешним жидким слоем и твердым внутренним ядром. Согласно их моделированию, внешнее ядро имеет радиус около 362 километров (225 миль), а внутреннее ядро имеет радиус около 258 километров (160 миль). Это около 15 процентов от всего радиуса Луны.
Команда обнаружила, что внутреннее ядро также имеет плотность около 7822 кг/м3. Это очень близко к плотности железа .
Любопытно, что в 2011 году группа под руководством планетолога NASA Marshall Рене Вебер получила аналогичный результат, используя самые современные на тот момент сейсмологические методы на данных Apollo для изучения лунного ядра. Они обнаружили доказательства наличия твердого внутреннего ядра с радиусом около 240 километров и плотностью около 8000 килограммов на кубический метр.
По словам Брио и его команды, их результаты подтверждают более ранние открытия и представляют собой довольно веские доводы в пользу наличия лунного ядра, похожего на земное. И это имеет некоторые интересные последствия для эволюции Луны.
Мы знаем, что вскоре после своего формирования Луна имела мощное магнитное поле, которое начало ослабевать около 3,2 млрд лет назад. Такое магнитное поле создается движением и конвекцией в ядре, поэтому то, из чего состоит лунное ядро, имеет глубокое отношение к тому, как и почему исчезло магнитное поле.
Учитывая надежду человечества вернуться на Луну в относительно короткие сроки, возможно, нам не придется долго ждать сейсмического подтверждения этих результатов.
Исследование опубликовано в журнале Nature .
Версия этой статьи была впервые опубликована в мае 2023 года.
Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
