Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vzorky přivezené z Měsíce zpět na Zemi při misích Apollo jsou spojeny s jednou záhadou. Některé z hornin totiž vznikly v přítomnosti silného magnetického pole, svou intenzitou srovnatelného s pozemským. Měsíc dnes ale magnetické pole nemá a těleso o velikosti Měsíce by obecně mělo být schopné vytvořit jen slabé magnetické pole.
Studie publikovaná v Nature Astronomy záhadu zřejmě vysvětluje. Za celý jev mají být odpovědné obří kusy skal/hornin propadající se pláštěm ve fázi tuhnutí Měsíce. Během první miliardy let existence Měsíce mohla takto vznikat silná, ale pouze dočasná magnetická pole.
Spoluautoři nové studie Alexander Evans z Brown University a Sonia Tikoo ze Stanfordu uvádějí, že kdyby měl Měsíc generovat magnetické pole podobným mechanismem jako Země (tedy pomocí dynama v jádře), musel by odvádět velké množství tepla (rozptylující se teplo způsobuje konvekci – proudění – roztavených kovů ve vnějším jádru Země). V případě raného Měsíce ale nebyl plášť obklopující jádro o mnoho chladnější než jádro samotné. Protože teplo z jádra nemělo kam unikat, nedocházelo v jádře k velké konvekci. Občasné impulzy vyvolávající velké proudění mohly ale podle nové studie produkovat horniny klesající (potápějící se) do jádra.
Předpokládá se, že na počátku své existence byl Měsíc pokryt oceánem roztavených hornin. Když se obrovský oceán magmatu začal ochlazovat a tuhnout, minerály jako olivín a pyroxen, které byly hustší než tekuté magma, klesaly ke dnu, zatímco méně husté minerály jako anortosit plavaly a vytvářely kůru. Zbývající tekuté magma bylo bohaté na titan a prvky produkující teplo, jako je thorium, uran a draslík, takže jeho tuhnutí trvalo o něco déle. Když tato titanová vrstva nakonec vykrystalizovala těsně pod kůrou, byla ale hustší než dříve tuhnoucí minerály pod ní. Postupem času se titanové útvary propadaly níže uloženou méně hustou horninou pláště (gravitační „přerovnání“).
Nová studie modelovala dynamiku, jak by se tyto titanové útvary potápěly a jaký vliv mohly mít, až by nakonec dosáhly jádra Měsíce. Analýza, která vycházela ze současného složení Měsíce a odhadované viskozity pláště, ukázala, že útvary by se pravděpodobně rozpadly na „kapky“ o průměru až 60 kilometrů a potopily by se (s přestávkami) v průběhu asi miliardy let. Když každá z těchto kapek nakonec dospěla k jádru Měsíce, způsobila zde jakési zemětřesení. Vzhledem k tomu, že titanové útvary se předtím nacházely těsně pod kůrou Měsíce, jejich teplota byla relativně nízká – mnohem nižší než odhadovaná teplota jádra. Když se chladné kapky po potopení dostaly do kontaktu s horkým jádrem, rozdíl teplot způsobil zvýšenou konvekci v jádře. Ta byla dost silná, aby na povrchu Měsíce vzniklo magnetické pole o intenzitě stejné nebo i ještě vyšší, než má dnes Země.
Podle nové studie mohlo během první miliardy let existence Měsíce dojít až ke 100 takovýmto událostem a každá z nich by dokázala vytvořit silné magnetické pole trvající přibližně 100 let. Model přerušovaného magnetického pole vysvětluje, alespoň podle jeho autorů, nejen sílu magnetické signatury nalezené ve vzorcích hornin z Apolla, ale také skutečnost, že magnetické signatury se ve sbírce Apollo značně liší; některé mají silné magnetické signatury, jiné ne.
Navržený model by se měl dát testovat následujícím způsoben. Má z něj vyplývat, že na Měsíci v první miliardě let jeho existence zřejmě existovalo slabé magnetické pozadí, přerušované příslušnými „silnými událostmi“. Takže ve sbírkách přivezených v rámci mise Apollo by měly být patrné nejen silné, ale i slabé magnetické signatury (které prý ale zatím nikdo nehledal).
Alexander Evans, An episodic high-intensity lunar core dynamo, Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-021-01574-y. www.nature.com/articles/s41550-021-01574-y
Zdroj: Brown University / Phys.org
