Kuu magnetväli on mõistatus, mis on astrofüüsikuid kummitanud, sest kui see on olemas, siis on sellel ka põhjused. Ja nagu selgus, võib Kuu magnetväli tõepoolest olla tingitud asjaolust, et selle käsutuses on tuum, mis oma koostiselt ja omadustelt meenutab maa “südame”. Kui 60-70ndatel hakkasid Apollod Kuult kivimiproove tarnima, olid teadlased üllatunud, sest olemasolevates nõrga gravitatsiooni tingimustes oleksid need proovid pidanud olema mõnevõrra erinevad. Sellest ajast peale on maailmas ilmunud kaks vastandlikku teaduslikku seisukohta. Esimese järgi arvatakse, et Kuu on alati olnud selline, nagu me seda teame, vaid tänu nende meteoriitide löökidele, mis jätsid sellele suured kraatrid.

Ja teise teooria kohaselt tekkis Kuu väliskest Kuu kesta pinna all toimuvate protsesside tõttu. Nagu selgus, oli kolmkümmend aastat tagasi Kuult Maale toodud proove uurides enamik neist Kuu enda poolt moodustatud ega olnud meteoriididest mõjutatud. See tähendab, et selle teke on seotud sellega, millised tektoonilised protsessid toimusid Kuu südamikus ja vahevöö ülemistes kihtides, mis aja jooksul kivistusid. Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased suutsid kindlaks teha, et Kuu sees on isegi praegu tuum, mis koosneb sularauast. Üha enam uuringuid viitab sellele, et Kuu sees võib olla suur sularauasüdamik, või vähemalt sellele viitab enamik uuringuid. Teadusrühma juht Ian Garrick-Bethell jõuab just sellisele järeldusele.

Tõenäoliselt tasub selgitada, miks teadlased pööravad nii palju tähelepanu, teadlased pööravad nii palju tähelepanu Kuu ehitusele, miks nad usuvad, et tuum on midagi uskumatut, kuna see asub Maal, miks ei võiks see olla meie lähimas satelliidis . Tegelikult on teadlased juba pikka aega uskunud, et see Kuu moodustumine kuulub mõne päikesesüsteemi säilme hulka. See on lihtsalt suur kivipall, millel ei saa olla oma südamikku. Kuid seda eksiarvamust saab hõlpsasti seletada, sest tegelikult pole Kuu sees oleva määramine nii lihtne, sest see pole lihtne ülesanne. Lõppude lõpuks on sellistesse sügavustesse võimatu tungida. Ja õiget oletust oli võimalik teha alles siis, kui pinnalt koguti piisavalt materjali ja ilmusid “täiustatud uurimismeetodid”. Tõepoolest, nüüdseks on satelliidile kogutud suur hulk faktilist materjali, mis hõlbustab oluliselt sellel toimuvate protsesside mõistmist. Kuid keegi ei oska öelda, kuidas edasised uuringud edenevad – Kuu geoloogia ja tektoonika ehituse ja arengu kohta on vaja täpsemaid andmeid.

Maa magnetväli kaitseb meid pidevalt laetud osakeste ja kiirguse eest, mis Päikeselt meieni jõuab. See kilp tekib tohutu hulga sularaua kiirel liikumisel Maa välissüdamikus (geodünamo). Selleks, et magnetväli säiliks tänapäevani, näeb klassikaline mudel viimase 4,3 miljardi aasta jooksul ette tuuma jahutamist 3000 kraadi võrra Celsiuse järgi.

Prantsuse riikliku teadusuuringute keskuse ja Blaise Pascali ülikooli teadlaste rühm teatas aga, et südamiku temperatuur langes vaid 300 kraadi võrra. Varem tähelepanuta jäetud Kuu tegevus kompenseeris temperatuuride erinevuse ja säilitas geodünamo. Töö avaldati 30. märtsil 2016 ajakirjas Earth and Planetary Science Letters.

Klassikaline Maa magnetvälja tekkemudel on tekitanud paradoksi. Geodünamo toimimiseks pidi Maa olema täielikult sulanud 4 miljardit aastat tagasi ja selle tuum pidi olema aeglaselt jahtunud toonaselt 6800 kraadilt praegusele 3800 kraadile. Kuid planeedi sisetemperatuuri varase arengu hiljutine modelleerimine koos vanimate karbonatiitide ja basaltide koostise geokeemiliste uuringutega ei toeta sellist jahutamist. Seega viitavad teadlased, et geodünamol on veel üks energiaallikas.

Maal on veidi lapik kuju ja kallutatud pöörlemistelg, mis pöörleb ümber pooluste. Selle vahevöö on Kuu põhjustatud loodete mõju tõttu elastselt deformeerunud. Teadlased on näidanud, et see efekt võib pidevalt stimuleerida sularaua liikumist välissüdamikus, mis omakorda tekitab Maa magnetvälja.

Meie planeet saab Maa-Kuu-Päikese süsteemi gravitatsioonilise pöörlemisenergia ülekande kaudu pidevalt 3700 miljardit vatti võimsust ja geodünamo jaoks arvatakse olevat rohkem kui 1000 miljardit vatti. Sellest energiast piisab Maa magnetvälja tekitamiseks ja koos Kuuga selgitab see klassikalise teooria peamist paradoksi. Gravitatsioonijõudude mõju planeedi magnetväljale on pikka aega leidnud kinnitust Jupiteri satelliitide Io ja Europa näitel, aga ka mitmete eksoplaneetide puhul.

Kuna Maa pöörlemine ümber oma telje, telje suund ega Kuu orbiit pole korrapärased, on nende koosmõju ebastabiilne ja võib tekitada geodünamos kõikumisi. See protsess võib seletada mõningaid soojusimpulsse välissüdamikus ja selle piiril Maa vahevööga.

Seega näitab uus mudel, et Kuu mõju Maale ulatub loodetest palju kaugemale.

Samal ajal on vihjeid, et Kuu on seotud Maa tuuma segunemisega. Kuu võib olla seotud Maa tuuma segunemisega. Pärast uuringuid jõudsid Prantsuse teadlased sellele järeldusele, nagu on öeldud ajakirja Earth and Planetary Science Letters lehekülgedel.

Prantsuse planetaarteadlaste ja geofüüsikute sõnul suudab Kuu loodete jõudude abil Maa tuuma segada, säilitades nii geomagnetvälja. Teadupärast kaitseb magnetväli planeeti laetud kosmiliste osakeste eest, kuid ainult tänu Maale poleks seda nii pikka perioodi säilinud.

On olemas versioon, et Kuu aitab segada rauast ja niklist vedelat välissüdamikku, mis takistab nende elementide jahtumist ja võimaldab neil oma tegevust jätkata. Nagu varem arvati, tagab geomagnetvälja toimimise Maa pöörlemine, samuti sisemise ja välimise kihi temperatuuride erinevus.

Teadlased arvutasid välja, et välissüdamikud oleksid pidanud 4,3 miljardi aasta jooksul jahtuma 5,4 tuhande kraadi võrra, kuid lõpuks jahtusid need vaid paarsada kraadi. See viitab sellele, et Maa magnetvälja mehhanismi mõjutab ka väline mehhanism. Need võivad olla loodete jõud, mis tekivad Kuu gravitatsioonivälja tõttu.

Energiast, mille Maa saab loodete jõudude tõttu, peaks piisama planeedi magnetvälja korrektseks toimimiseks.

Kunstniku mulje Kuu sulasüdamikust

Hernán Cañellas

Kuu magnetväli kadus miljard aastat hiljem, kui seni arvati, teatavad Ameerika planeediteadlased ajakirjas avaldatud artiklis. Teaduse edusammud. Teadlaste sõnul võis see eksisteerida 2,5 miljardit aastat tagasi. Teadlased jõudsid sellele järeldusele pärast Apollo 15 missioonil 1971. aastal saadud Kuu kivimite proovi uurimist.

Tänapäeval ei ole Kuul globaalset magnetvälja, kuid see ei olnud alati nii. Arvatakse, et 4,25–3,56 miljardit aastat tagasi sarnanes Kuu magnetväli Maa omaga. Teadlaste sõnul tekkis see vedelike ägedal liikumisel satelliidi sulasüdamiku sees – seda nimetatakse magnetdünamoks. Siiski polnud veel teada, millal täpselt Kuu magnetväli kadus: varasemate uuringute käigus ei osanud planeediteadlased selgelt öelda, kas see kadus täielikult 3,19 miljardit aastat tagasi või jätkas eksisteerimist, lihtsalt nõrgemal kujul.

Sellele küsimusele vastamiseks analüüsisid California Berkeley ülikooli ja Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased Kuu kivimite fragmenti. Proov, peamiselt sulaklaasist ja basaltkildudest valmistatud bretša, võeti Mare Imbriumi piirkonnas asuvast Düüni kraatrist. Argooni isotoopide suhte analüüsi kohaselt tekkisid basaldiosakesed laavavoogudest umbes 3,3 miljardit aastat tagasi. Klaasmaatriks, mis seob killud kokku, tekkis tõenäoliselt pärast meteoriidi kukkumist Kuule umbes 1–2,5 miljardit aastat tagasi.

Veelgi olulisem on aga see, et sügisel sulasid basaldi sees olevad rauaosakesed – metall kaotas oma esialgse magnetiseerituse. Klaasi jahtudes jahtus raud, magnetiseerudes Kuu magnetvälja suunas nagu kompassi nõel, säilitades nii oma mõju jäljed.

Planeediteadlased uurisid Apollo 15 Kuu-missioonil astronaudide tagastatud proovidest leitud 20 vastastikku orienteeritud metallitera. Esiteks mõõtsid teadlased ülitundliku magnetomeetri abil proovide loomulikke magnetilisi omadusi. Oluline on märkida, et 45-aastase Maal säilitamise ajal muutsid terad osaliselt oma magnetiseeritust Maa magnetvälja mõjul. Kuid autorid suutsid kaudsete tõenditega kindlaks teha, et isegi enne Maale toimetamist olid rauaterad magnetiseeritud ühes suunas. Seejärel kuumutasid teadlased laboriahjus, kus hapnikusisaldust vähendati, proove kõrge temperatuurini (600–780 kraadi Celsiuse järgi), samal ajal avaldades neile teadaoleva induktsiooniga magnetvälja. Teadlased mõõtsid, kuidas kivimite magnetiseerumine muutuks ümbritseva temperatuuri tõustes.

"Näete, kuidas [proov] magnetiseerub, kui seda kuumutatakse teadaoleva tugevusega magnetväljas, ja siis võrdlete seda magnetvälja varem mõõdetud loomuliku magnetväljaga ja saate sellest teada, milline oli magnetväli iidsetel aegadel. ,” kommenteerib teose üks autoreid Benjamin Weiss.

Katse näitas, et 1–2,5 miljardit aastat tagasi oli Kuul magnetväli, mille induktsioon oli 5 mikroteslat. See on umbes kaks suurusjärku nõrgem kui 3–4 miljardit aastat tagasi. Selline tohutu erinevus võib teadlaste sõnul viidata sellele, et Kuu dünamo eest vastutasid kaks erinevat mehhanismi. Eelkõige viitavad töö autorid sellele, et kuni 3,56 miljardit aastat tagasi tekkis magnetdünamo Kuu orbitaalse pretsessiooni teel, mis asus Maale palju lähemal kui praegu. Siis, kui satelliit meist eemaldus, jõustus ilmselt teine ​​protsess, mis säilitas nõrga magnetvälja veel miljard aastat. Teadlased väidavad, et see oli termokeemiline konvektsioon. Seejärel, kui südamik järk-järgult jahtus, suri magnetdünamo välja.

Nüüd kavatsevad teadlased uurida Kuu kivimite nooremaid proove, et välja selgitada, millal Kuu magnetväli täielikult kadus.

Hiljuti on teadlased kinnitanud magnetvälja olemasolu planeedi elu tekkeks. Just see päästis Maa atmosfääri noore Päikese eest. Lisaks peetakse magnetvälja puudumist üheks põhjuseks, miks Marsil on gaasiline ümbris.

Kristina Ulasovitš