Το μαγνητικό πεδίο της Σελήνης είναι ένα μυστήριο που έχει στοιχειώσει τους αστροφυσικούς, γιατί αν υπάρχει, τότε υπάρχουν λόγοι για αυτό. Και, όπως αποδείχθηκε, πράγματι, το μαγνητικό πεδίο της Σελήνης μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι έχει στη διάθεσή του έναν πυρήνα, ο οποίος στη σύνθεση και τις ιδιότητές του μοιάζει με την «καρδιά» της γης. Όταν στη δεκαετία του 60-70 ο Απόλλωνας άρχισε να παραδίδει δείγματα πετρωμάτων από τη Σελήνη, οι επιστήμονες εξεπλάγησαν, γιατί στις υπάρχουσες συνθήκες ασθενούς βαρύτητας, αυτά τα δείγματα θα έπρεπε να ήταν κάπως διαφορετικά. Έκτοτε, δύο αντίθετες επιστημονικές απόψεις έχουν εμφανιστεί στον κόσμο. Σύμφωνα με την πρώτη, πιστεύεται ότι η Σελήνη ήταν πάντα έτσι όπως τη γνωρίζουμε σχηματίστηκε μόνο χάρη στις κρούσεις εκείνων των μετεωριτών που άφησαν μεγάλους κρατήρες πάνω της.
Και σύμφωνα με τη δεύτερη θεωρία, το εξωτερικό κέλυφος της Σελήνης σχηματίστηκε λόγω των διεργασιών που συμβαίνουν κάτω από την επιφάνεια του κελύφους της Σελήνης. Όπως αποδείχθηκε, κατά τη μελέτη δειγμάτων που έφεραν στη Γη από τη Σελήνη πριν από τριάντα χρόνια, τα περισσότερα από αυτά σχηματίστηκαν από την ίδια τη Σελήνη και δεν επηρεάστηκαν από μετεωρίτες. Αυτό σημαίνει ότι ο σχηματισμός του σχετίζεται με το ποιες τεκτονικές διεργασίες έλαβαν χώρα στον πυρήνα της Σελήνης και στα ανώτερα στρώματα του μανδύα, που σκλήρυναν με την πάροδο του χρόνου. Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης κατάφεραν να διαπιστώσουν ότι μέσα στο φεγγάρι, ακόμη και τώρα, υπάρχει ένας πυρήνας που αποτελείται από λιωμένο σίδηρο. Όλο και περισσότερες μελέτες αναφέρουν ότι μπορεί να υπάρχει ένας μεγάλος πυρήνας λιωμένου σιδήρου στο εσωτερικό της Σελήνης, ή τουλάχιστον αυτό είναι που επισημαίνουν οι περισσότερες έρευνες. Σε ένα τέτοιο συμπέρασμα καταλήγει ο Ian Garrick-Bethell, ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας.
Αξίζει πιθανώς να εξηγήσουμε γιατί οι επιστήμονες δίνουν τόση προσοχή, οι επιστήμονες δίνουν τόση σημασία στη δομή της Σελήνης, γιατί πιστεύουν ότι ο πυρήνας είναι κάτι απίστευτο, επειδή βρίσκεται στη Γη, γιατί να μην είναι στον πλησιέστερο δορυφόρο μας . Μάλιστα, οι επιστήμονες πίστευαν από καιρό ότι αυτός ο σχηματισμός της Σελήνης ανήκει σε κάποια λείψανα του ηλιακού συστήματος. Είναι απλά μια μεγάλη πέτρινη μπάλα που δεν μπορεί να έχει δικό της πυρήνα. Αλλά αυτή η παρανόηση μπορεί εύκολα να εξηγηθεί, γιατί στην πραγματικότητα, ο προσδιορισμός του τι βρίσκεται μέσα στη Σελήνη δεν είναι τόσο απλός, γιατί δεν είναι εύκολο έργο. Άλλωστε είναι αδύνατο να διεισδύσεις σε τέτοια βάθη. Και ήταν δυνατό να γίνει μια σωστή υπόθεση μόνο όταν είχε συλλεχθεί επαρκές υλικό από την επιφάνεια και εμφανίστηκαν «προηγμένες μέθοδοι έρευνας». Πράγματι, ένας μεγάλος όγκος πραγματικού υλικού έχει συλλεχθεί τώρα στον δορυφόρο, το οποίο διευκολύνει σημαντικά την κατανόηση των διεργασιών που συμβαίνουν σε αυτόν. Κανείς όμως δεν μπορεί να πει πώς θα προχωρήσει η περαιτέρω έρευνα - χρειάζονται πιο ακριβή δεδομένα σχετικά με τη δομή και την ανάπτυξη της γεωλογίας και της τεκτονικής της Σελήνης.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης μας προστατεύει συνεχώς από τα φορτισμένα σωματίδια και την ακτινοβολία που μας έρχονται από τον Ήλιο. Αυτή η ασπίδα δημιουργείται από την ταχεία κίνηση μιας τεράστιας ποσότητας λιωμένου σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα της Γης (γεωδύναμο). Προκειμένου το μαγνητικό πεδίο να επιβιώσει μέχρι σήμερα, το κλασικό μοντέλο οραματίζεται μια ψύξη του πυρήνα κατά 3.000 βαθμούς Κελσίου τα τελευταία 4,3 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών από το Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας και το Πανεπιστήμιο Blaise Pascal ανέφεραν ότι η θερμοκρασία του πυρήνα έπεσε μόνο κατά 300 βαθμούς. Η δράση της Σελήνης, που προηγουμένως αγνοήθηκε, αντιστάθμισε τη διαφορά θερμοκρασίας και διατήρησε το γεωδύναμο. Η εργασία δημοσιεύτηκε στις 30 Μαρτίου 2016 στο περιοδικό Earth and Planetary Science Letters.
Το κλασικό μοντέλο του σχηματισμού του μαγνητικού πεδίου της Γης έχει προκαλέσει ένα παράδοξο. Για να λειτουργήσει το γεωδύναμο, η Γη πρέπει να έχει λιώσει πλήρως πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια και ο πυρήνας της πρέπει να έχει κρυώσει αργά από τους 6.800 βαθμούς τότε στους 3.800 βαθμούς σήμερα. Αλλά η πρόσφατη μοντελοποίηση της πρώιμης εξέλιξης της εσωτερικής θερμοκρασίας του πλανήτη, σε συνδυασμό με γεωχημικές μελέτες της σύνθεσης των παλαιότερων ανθρακικών και βασαλτών, δεν υποστηρίζει τέτοια ψύξη. Έτσι, οι ερευνητές προτείνουν ότι το γεωδύναμο έχει μια άλλη πηγή ενέργειας.
Η Γη έχει ένα ελαφρώς πεπλατυσμένο σχήμα και έναν κεκλιμένο άξονα περιστροφής που ταλαντεύεται γύρω από τους πόλους. Ο μανδύας του παραμορφώνεται ελαστικά λόγω των παλιρροϊκών φαινομένων που προκαλούνται από τη Σελήνη. Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι αυτό το φαινόμενο μπορεί να διεγείρει συνεχώς την κίνηση του λιωμένου σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα, ο οποίος με τη σειρά του δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Ο πλανήτης μας λαμβάνει συνεχώς 3.700 δισεκατομμύρια watt ισχύος μέσω της μεταφοράς βαρυτικής περιστροφικής ενέργειας από το σύστημα Γης-Σελήνης-Ήλιου και περισσότερα από 1.000 δισεκατομμύρια Watt πιστεύεται ότι είναι διαθέσιμα στο γεωδύναμο. Αυτή η ενέργεια είναι αρκετή για να δημιουργήσει το μαγνητικό πεδίο της Γης, και μαζί με τη Σελήνη, αυτό εξηγεί το κύριο παράδοξο της κλασικής θεωρίας. Η επίδραση των βαρυτικών δυνάμεων στο μαγνητικό πεδίο του πλανήτη έχει επιβεβαιωθεί εδώ και καιρό από το παράδειγμα των δορυφόρων του Δία Io και Europa, καθώς και για έναν αριθμό εξωπλανητών.
Δεδομένου ότι ούτε η περιστροφή της Γης στον άξονά της, ούτε η κατεύθυνση του άξονα, ούτε η τροχιά της Σελήνης είναι κανονικές, η συνδυασμένη τους επίδραση είναι ασταθής και μπορεί να προκαλέσει ταλαντώσεις στο γεωδύναμο. Αυτή η διαδικασία μπορεί να εξηγήσει ορισμένους από τους θερμικούς παλμούς στον εξωτερικό πυρήνα και στα όριά του με τον μανδύα της Γης.
Έτσι, το νέο μοντέλο δείχνει ότι η επιρροή της Σελήνης στη Γη υπερβαίνει κατά πολύ τις παλίρροιες.
Ταυτόχρονα, υπάρχουν προτάσεις ότι η Σελήνη εμπλέκεται στην ανάμειξη του πυρήνα της Γης. Το φεγγάρι μπορεί να εμπλέκεται στην ανάμειξη του πυρήνα της γης. Μετά από έρευνα, Γάλλοι επιστήμονες κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα, όπως αναφέρεται στις σελίδες του Earth and Planetary Science Letters.
Σύμφωνα με Γάλλους πλανητολόγους και γεωφυσικούς, η Σελήνη μπορεί να αναμίξει τον πυρήνα της Γης με τη βοήθεια παλιρροϊκών δυνάμεων, διατηρώντας έτσι το γεωμαγνητικό πεδίο. Όπως είναι γνωστό, το μαγνητικό πεδίο προστατεύει τον πλανήτη από φορτισμένα κοσμικά σωματίδια, αλλά δεν θα είχε διατηρηθεί για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα μόνο χάρη στη Γη.
Υπάρχει μια εκδοχή ότι η Σελήνη βοηθά στην ανάμειξη του υγρού εξωτερικού πυρήνα σιδήρου και νικελίου, που εμποδίζει αυτά τα στοιχεία να κρυώσουν και τους επιτρέπει να συνεχίσουν τις δραστηριότητές τους. Όπως πιστεύαμε προηγουμένως, η λειτουργία του γεωμαγνητικού πεδίου εξασφαλίζεται από την περιστροφή της Γης, καθώς και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού στρώματος.
Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι οι εξωτερικοί πυρήνες θα έπρεπε να έχουν κρυώσει κατά 5,4 χιλιάδες βαθμούς σε 4,3 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά στο τέλος ψύχθηκαν μόνο κατά μερικές εκατοντάδες μοίρες. Αυτό υποδηλώνει ότι ο μηχανισμός του μαγνητικού πεδίου της Γης επηρεάζεται επίσης από έναν εξωτερικό μηχανισμό. Μπορούν να είναι παλιρροϊκές δυνάμεις που προκύπτουν λόγω του βαρυτικού πεδίου της Σελήνης.
Η ενέργεια που λαμβάνει η Γη λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων θα πρέπει να είναι αρκετή για τη σωστή λειτουργία του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη.
Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για τον λιωμένο πυρήνα της Σελήνης
Ερνάν Κανιέλλας
Το σεληνιακό μαγνητικό πεδίο εξαφανίστηκε ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, αναφέρουν Αμερικανοί πλανητολόγοι σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης. Οι επιστήμονες λένε ότι θα μπορούσε να υπήρχε πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι ερευνητές κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα αφού μελέτησαν ένα δείγμα σεληνιακών πετρωμάτων που ελήφθησαν από την αποστολή Apollo 15 το 1971.
Σήμερα η Σελήνη δεν έχει παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο, αλλά αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Πιστεύεται ότι μεταξύ 4,25 και 3,56 δισεκατομμυρίων ετών πριν, το μαγνητικό πεδίο της Σελήνης ήταν παρόμοιο με αυτό της Γης. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, δημιουργήθηκε από τη βίαιη κίνηση υγρών μέσα στον λιωμένο πυρήνα του δορυφόρου - αυτό ονομάζεται μαγνητικό δυναμό. Ωστόσο, ήταν ακόμα άγνωστο πότε ακριβώς εξαφανίστηκε το σεληνιακό μαγνητικό πεδίο: σε προηγούμενες μελέτες, οι πλανητικοί επιστήμονες δεν μπορούσαν να πουν ξεκάθαρα αν εξαφανίστηκε εντελώς πριν από 3,19 δισεκατομμύρια χρόνια ή συνέχισε να υπάρχει, απλώς σε πιο αδύναμη μορφή.
Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ και το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης ανέλυσαν ένα θραύσμα σεληνιακών πετρωμάτων. Το δείγμα, μια βράκεια που αποτελείται κυρίως από λιωμένο γυαλί και θραύσματα βασάλτη, ελήφθη από τον κρατήρα Dune στην περιοχή Mare Imbrium. Σύμφωνα με την ανάλυση της αναλογίας ισοτόπων αργού, τα σωματίδια βασάλτη που σχηματίστηκαν από ροές λάβας περίπου 3,3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η γυάλινη μήτρα που συνδέει τα θραύσματα μεταξύ τους πιθανότατα σχηματίστηκε μετά την πτώση ενός μετεωρίτη στη Σελήνη περίπου πριν από 1 έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, το πιο σημαντικό, κατά τη διάρκεια της πτώσης, σωματίδια σιδήρου μέσα στον βασάλτη έλιωσαν - το μέταλλο έχασε την αρχική του μαγνήτιση. Καθώς το γυαλί ψύχθηκε, ο σίδηρος ψύχθηκε, μαγνητιζόμενος προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου της Σελήνης, όπως μια βελόνα πυξίδας, διατηρώντας έτσι τα ίχνη της επιρροής του.
Οι πλανητολόγοι εξέτασαν 20 αμοιβαία προσανατολισμένους κόκκους μετάλλων που βρέθηκαν σε δείγματα που επέστρεψαν από αστροναύτες στη σεληνιακή αποστολή Apollo 15. Αρχικά, οι επιστήμονες, χρησιμοποιώντας ένα πολύ ευαίσθητο μαγνητόμετρο, μέτρησαν τις φυσικές μαγνητικές ιδιότητες των δειγμάτων. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι πάνω από 45 χρόνια αποθήκευσης στη Γη, οι κόκκοι άλλαξαν εν μέρει τη μαγνήτισή τους υπό την επίδραση του μαγνητικού πεδίου της Γης. Ωστόσο, οι συγγραφείς μπόρεσαν να αποδείξουν με έμμεσες ενδείξεις ότι ακόμη και πριν από την παράδοση στη Γη, οι κόκκοι σιδήρου μαγνητίστηκαν προς μία κατεύθυνση. Στη συνέχεια, σε έναν εργαστηριακό φούρνο όπου η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μειώθηκε, οι επιστήμονες θέρμαιναν τα δείγματα σε υψηλές θερμοκρασίες (από 600 έως 780 βαθμούς Κελσίου), ενώ ταυτόχρονα τα εξέθεσαν σε μαγνητικό πεδίο με γνωστή επαγωγή. Οι ερευνητές μέτρησαν πώς θα άλλαζε η μαγνήτιση των πετρωμάτων καθώς αυξανόταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος.
«Βλέπετε πώς [το δείγμα] μαγνητίζεται όταν θερμαίνεται σε ένα μαγνητικό πεδίο γνωστής ισχύος, και μετά συγκρίνετε αυτό το μαγνητικό πεδίο με το φυσικό μαγνητικό πεδίο που μετρήθηκε προηγουμένως, και από αυτό μπορείτε να μάθετε πώς ήταν το μαγνητικό πεδίο στην αρχαιότητα », σχολιάζει ένας από τους συγγραφείς του έργου, ο Benjamin Weiss.
Το πείραμα έδειξε ότι πριν από 1 - 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια η Σελήνη είχε μαγνητικό πεδίο με επαγωγή 5 microtesla. Αυτό είναι περίπου δύο τάξεις μεγέθους ασθενέστερο από 3-4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Μια τέτοια τεράστια διαφορά, σύμφωνα με τους ερευνητές, μπορεί να υποδεικνύει ότι δύο διαφορετικοί μηχανισμοί ήταν υπεύθυνοι για το σεληνιακό δυναμό. Συγκεκριμένα, οι συγγραφείς του έργου προτείνουν ότι μέχρι πριν από 3,56 δισεκατομμύρια χρόνια, το μαγνητικό δυναμό δημιουργήθηκε από την τροχιακή μετάπτωση της Σελήνης, η οποία ήταν πολύ πιο κοντά στη Γη από ό,τι τώρα. Στη συνέχεια, όταν ο δορυφόρος απομακρύνθηκε από εμάς, πιθανότατα έλαβε χώρα μια άλλη διαδικασία, η οποία διατήρησε ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο για άλλα δισεκατομμύρια χρόνια. Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτή ήταν θερμοχημική μεταφορά. Στη συνέχεια, καθώς ο πυρήνας ψύχθηκε σταδιακά, το μαγνητικό δυναμό εξαφανίστηκε.
Τώρα οι ερευνητές σχεδιάζουν να μελετήσουν νεότερα δείγματα σεληνιακών πετρωμάτων για να ανακαλύψουν πότε εξαφανίστηκε τελείως το σεληνιακό μαγνητικό πεδίο.
Πρόσφατα, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν την ύπαρξη μαγνητικού πεδίου για την εμφάνιση ζωής στον πλανήτη. Αυτό ήταν που έσωσε την ατμόσφαιρα της Γης από τον νεαρό Ήλιο. Επιπλέον, η απουσία μαγνητικού πεδίου θεωρείται ένας από τους λόγους για τους οποίους ο Άρης έχει το αέριο περίβλημά του.
Κριστίνα Ουλάσοβιτς
