Încă din era Apollo, oamenii de știință au știut că Luna a avut în trecut un anumit câmp magnetic, pe care în prezent nu îl mai deține. Înțelegerea acestui fenomen este importantă, pentru că ne spune cum sunt generate câmpurile magnetice, cât de mult timp sunt prezente acestea și modul în care dispar. Studii recente asupra unor eșantioane lunare au răspuns unora dintre aceste întrebări însă au lansat chiar mai multe întrebări ce își așteaptă răspunsul.
Eșantioanele lunare aduse de misiunile Apollo arată evidența magnetizării. Rocile sunt magnetizate atunci când sunt încălzite și apoi răcite într-un câmp magnetic. Pe măsură ce acestea se răcesc sub temperatura Curie (cam 800 grade Celsius, depinzând de material), particulele metalice ale rocii se aliniază cu mediul câmpului magnetic și îngheață în această poziție, producând o magnetizare remanentă.
Această magnetizare poate fi de asemenea măsurată din spațiu. Studiile realizate cu ajutorul sateliților orbitali ne arată că magnetizarea Lunii se extinde mult peste regiunile de unde provin eșantioanele culese de astronauții Apollo. Această magnetizare ne conduce spre concluzia că în istoria sa timpurie, Luna trebuie să fi avut un câmp magnetic propriu.
Mare parte a câmpurilor magnetice pe care le cunoaștem în Sistemul Solar sunt generate de un geo-dinam. În general, acesta implică convecția într-un miez cu lichid metaliz, care efectiv mișcă electronii atomilor de metal, creând un curent electric. Acest curent induce un câmp magnetic. Convecția în sine este considerată a fi generată de răcire. Pe măsură ce zonele exterioare se răcesc, porțiunile mai reci se scufundă către interior și permit secțiunilor interioare mai fierbinți să se deplaseze către exterior.
Pentru că Luna este atât de mică un geo-dinam magnetic ce ar fi putut fi activ prin convecția de răcire este de așteptat să se fi oprit cam acum 4,2 miliarde de ani. Așa încât, evidența unei magnetizări ulterioare ar necesita fie o energie, alta decât răcirea pentru a realiza mișcarea unui miez lichid fie un mecanism complet diferit de creare a câmpurilor magnetice.
Experimente de laborator au sugerat o asemenea metodă alternativă. Bazinele largi formate în urma impacturilor pot produce câmpuri magnetice de scurdă durată pe Lună, care ar putea fi înregistrate în materialele ejectate în timpul evenimentului de impact. În fapt, anumite observații asupra magnetizării sunt situate pe Lună la antipod față de marile bazine de impact.
Cum am putea atunci să decidem dacă magnetizarea într-o rocă s-a format printr-un geo-dinam de miez sau dintr-un eveniment de impact? Ei bine, câmpurile magnetice induse de impact durează cam o zi. Dacă o rocă s-a răcit foarte încet, este probabil ca ea să nu înregistreze un asemenea câmp magnetic, cu o durată scurtă, așa încât orice magnetism reținut să fi fost produs de fapt de un geo-dinam. De asemenea, rocile care au fost implicate în impact arată evidența șocului în mineralele sale.
Eșantionul lunar cu numărul 76535, care prezintă evidența unei răciri încete și nu are efecte de soc, deține amprenta unei magnetizări remanente distincte. Aceasta, alăturată vârstei pe care o are eșantionul, sugerează că Luna a avut un miez lichid și un câmp magnetic generat de către geo-dinam acum 4,2 miliarde de ani. Un asemenea geo-dinam miez este logic asociat cu răcirea convectivă. Dar dacă există și eșantioane mai timpurii?
Un studiu recent publicate în ”Știința” de către Erin Shea și colegii săi sugerează o asemenea probabilitate. Erin Shea, studentă licențiată la MIT și echipa sa a studiat eșantionul 10020, un fragment de bazalt recuperat de astronauții Apollo 11. Ei au demonstrat că eșantionul 10020 nu prezintă nici o urmă de impact în mineralele sale și au estimat că eșantionului i-a fost necesar un timp mai mare de 12 zile pentru a se răci, excluzând astfel ideea unui câmp magnetic de impact. Cu toate acestea, studiul arată că eșantionul este puternic magnetizat.
Prin studiul lor, Erin Shea și colegii săi conchid că Luna a avut un puternic geo-dinam magnetic și – de aceea – un miez metalic de mișcare și în urmă cu 3,7 miliarde de ani. Asta înseamnă mult mult timp după ce un geo-dinam cu răcire convectivă ar fi trebuit să se oprească. Nu este totuși clar dacă geo-dinamul a fost continuu activ în perioada 4,2 miliarde de ani (start) – 3,7 miliarde de ani (momentul magnetizării eșantionului), sau dacă mecanismul care a mișcat miezul lichid a fost același în cele două momente, la distanță de 500 milioane de ani. Așa încât, ce căi ar putea exista pentru a menține miezul lichid în mișcare?
O altă cercetare realizată de o echipă de oameni de știință francezi și belgieni sub coordonarea Dr. Le Bars a sugerat că impacturile puternice pot debloca Luna din rotația sa sincronă cu Terra. Aceasta ar putea crea maree în miezul lichid, la fel cu se întâmplă cu oceanele Terrei. Aceste maree de miez ar putea cauza importante distorsiuni la granița dintre miez și crustă, fapt care ar putea conduce la scurgeri importante în miez, creând un geo-dinam.
Într-un alt studiu recent, Dr. Dwyer și colegii său au sugerat că precesia axei de rotație lunare ar putea agita miezul lichid. Proximitatea timpurie a Lunii în raport cu Terra ar fi putut clătina axa Lunii. Această precesie în principiu poate cauza diferite mișcări în miezul lichid și suprapunerea pe crusta solidă, producând o agitație mecanică a miezului, de lungă durată, ce ar putea dura peste un miliard de ani. Dwyer și echipa estimează că un asemenea geo-dinam s-ar fi putut închide natural la 2,7 miliarde de ani după ce Luna s-a îndepărtat de Terra, diminuându-se influența gravitațională a acesteia.
Din păcate, câmpul magnetic sugerat de eșantionul 10020 nu se potrivește niciuneia dintre aceste posibilități. Amândouă aceste modele ar oferi câmpuri magnetice mult prea slabe pentru a produce magnetizarea puternică observată în eșantionul 10020. Va trebui identificată o altă modalitate prin care se fie explicată mobilizarea miezului lichid al Lunii pentru a determina o magnetizare atât de puternică, așa cum a fost înregistrată de noile descoperiri.
Sursa: UniverseToday
Surse adiționale (EN): Erin Shea – A Long-Lived Lunar Core Dynamo (72 pages!);
A long-lived lunar dynamo driven by continuous mechanical stirring;
