Tajemnicze "księżycowe wiry" wskazują na wulkaniczną, magnetyczną przeszłość Księżyca

Anonim

Tajemnica zawirowań księżycowych, jedna z najpiękniejszych anomalii optycznych układu słonecznego, może zostać ostatecznie rozwiązana dzięki wspólnemu studiu Rutgers University i University of California Berkeley.

Rozwiązanie to wskazuje na dynamizm starożytnej przeszłości Księżyca jako miejsca z aktywnością wulkaniczną i wewnętrznie generowanym polem magnetycznym. To także rzuca wyzwanie naszemu obrazowi istniejącej geologii księżyca.

Księżycowe wiry przypominają jasne, wężowate chmury namalowane na ciemnej powierzchni księżyca. Najbardziej znany, zwany Reiner Gamma, ma około 40 mil długości i jest popularny wśród podwórkowych astronomów. Większość księżycowych zawirowań dzieli swoje lokalizacje z potężnymi, zlokalizowanymi polami magnetycznymi. Jasne i ciemne wzory mogą powstać, gdy te pola magnetyczne odchylają cząstki od wiatru słonecznego i powodują wolniejsze działanie niektórych części księżycowej powierzchni.

"Ale przyczyna tych pól magnetycznych, a tym samym samych zawirowań, od dawna stanowiła zagadkę" - powiedziała Sonia Tikoo, współautorka badania opublikowanego niedawno w Journal of Geophysical Research-Planets i adiunkta w Rutgers University - New Departament Ziemi i Nauk Planetarnych Brunswick. "Aby rozwiązać ten problem, musieliśmy ustalić, jakie cechy geologiczne mogą wytworzyć te pola magnetyczne - i dlaczego ich magnetyzm jest tak potężny."

Pracując nad tym, co wiadomo o zawiłej geometrii księżycowych zawirowań i mocach związanych z nimi pól magnetycznych, naukowcy opracowali modele matematyczne dla geologicznych "magnesów". Odkryli, że każdy wir musi stać nad magnetycznym obiektem, który jest wąski i pochowany blisko powierzchni księżyca.

Obraz jest zgodny z rurami lawy, długimi, wąskimi strukturami utworzonymi przez płynącą lawę podczas erupcji wulkanów; lub z wulkanami lawy, pionowe arkusze magmy wstrzyknięte do skorupy księżycowej.

Ale to wywołało kolejne pytanie: w jaki sposób rury lawy i groble mogą być tak silnie magnetyczne? Odpowiedź leży w reakcji, która może być unikalna dla środowiska księżycowego w czasach tych starożytnych erupcji, ponad 3 miliardy lat temu.

Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że wiele skał księżycowych staje się wysoce magnetyczne podczas podgrzewania w temperaturze ponad 600 stopni Celsjusza w środowisku beztlenowym. To dlatego, że niektóre minerały rozpadają się w wysokich temperaturach i uwalniają metaliczne żelazo. Jeśli w pobliżu znajdzie się wystarczająco silne pole magnetyczne, nowo uformowane żelazo zostanie namagnesowane wzdłuż kierunku tego pola.

Tak się zwykle nie dzieje na Ziemi, gdzie swobodnie pływający tlen wiąże się z żelazem. I nie stanie się to dzisiaj na Księżycu, gdzie nie ma globalnego pola magnetycznego, aby namagnesować żelazo.

Ale w badaniu opublikowanym w ubiegłym roku Tikoo odkrył, że starożytne pole magnetyczne księżyca trwało od 1 miliarda do 2, 5 miliarda lat dłużej niż wcześniej sądzono - być może współistniejąc z tworzeniem rur lawy lub wałów, których wysoka zawartość żelaza stałaby się silnie magnetyczna ochłodzili się.

"Nikt nie pomyślał o tej reakcji, jeśli chodzi o wyjaśnienie tych niezwykle silnych magnetycznych cech Księżyca, który był ostatnim elementem układanki zrozumienia magnetyzmu, który leży u podstaw tych księżycowych zawirowań" - powiedział Tikoo.

Następnym krokiem byłoby odwiedzenie księżycowego wiru i przyjrzenie się mu bezpośrednio. Tikoo zasiada w komisji, która proponuje właśnie taką misję.

menu
menu