В последней главе «Тайны лунных завитков» планетологи предлагают новую теорию, объясняющую эти странные отметины на поверхности Луны. Она предполагает наличие подземных магм и странных магнитных аномалий.
Лунные завихрения — это извилистые образования, которые кажутся намного светлее окружающего ландшафта. Они простираются на сотни километров, и никто не уверен, почему они существуют. Ни один астронавт не посетил ни один из этих странных регионов, но это не помешало ученым строить предположения на основе изображений и измерений магнитного поля. «Удары могут вызывать такие типы магнитных аномалий», — сказал Майкл Дж. Кравчински, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в области искусств и наук в Университете Вашингтона в Сент-Луисе. Кравчински отмечает, что метеориты поставляют богатый железом материал в области на поверхности Луны. Однако эти завихрения существуют в регионах, которые не обязательно затронуты метеоритами. Так что же еще может объяснить завихрения?
«Другая теория заключается в том, что под землей есть лавы, которые медленно остывают в магнитном поле и создают магнитную аномалию», — сказал Кравчински, который вместе с постдокторантом Юаньюанем Ляном разработал эксперименты для проверки этого объяснения. Они измерили влияние различных атмосферных химических процессов и скоростей магматического охлаждения на минерал под названием ильменит и обнаружили, что при определенных условиях остывающие подземные лавы могут вызывать призрачные лунные завихрения.
Использование земных геологических принципов для понимания лунных вихрей
Несмотря на то, что на Луне побывало более дюжины человек, никто не посетил лунную воронку и не собрал образцы их пыли. Это заставило ученых-планетологов, работающих на Земле, использовать земные аналоги лунных пород для понимания лунного магнетизма. «Земные породы очень легко намагничиваются, потому что в них часто есть крошечные кусочки магнетита, который является магнитным минералом», — сказал Кравчински. «Многие земные исследования, которые были сосредоточены на вещах с магнетитом, неприменимы к Луне, где у вас нет этого гипермагнитного минерала».
Итак, исследовательская группа обратилась к ильмениту в качестве своего испытательного материала. Это минерал оксида титана со слабым магнитным сигналом. Ильменит существует по всей Луне. Он легко реагирует, образуя намагничиваемые частицы металлического железа. «Меньшие зерна, с которыми мы работали, казалось, создавали более сильные магнитные поля, потому что отношение площади поверхности к объему больше для меньших зерен по сравнению с более крупными зернами», — сказал Лян. «С большей открытой площадью поверхности меньшим зернам легче подвергаться реакции восстановления».
Интересно, что планетологи наблюдали похожую реакцию, создающую металлическое железо в лунных метеоритах в образцах из миссий Аполлон. Однако разница в том, что эти образцы были взяты из поверхностных потоков лавы. Исследование Кравчински и Ляна было сосредоточено на типах магмы, которая остывала под землей.
«Наши аналоговые эксперименты показали, что в лунных условиях мы можем создать необходимый нам намагничиваемый материал. Поэтому вполне вероятно, что эти завихрения вызваны подземной магмой», — сказал Кравчински. «Если вы собираетесь создавать магнитные аномалии методами, которые мы изучали, то подземная магма должна иметь высокое содержание титана».
Зачем изучать завихрения на Луне?
Эти загадочные пылевые узоры не просто так появились. Они содержат подсказки о процессах, которые сформировали лунную поверхность. Кроме того, если в их формировании участвует магнетизм, это говорит кое-что о магнетизме на Луне в целом.
Пока астронавты не смогут добраться до Луны, чтобы изучить эти завихрения самостоятельно, эксперимент с ильменитом предлагает хороший способ проверить идею подземной магмы издалека, по словам Кравчински. Конечно, было бы неплохо получить настоящие образцы подземных пород на Луне, но с этим придется подождать. «Если бы мы могли просто пробурить скважину, мы могли бы увидеть, происходит ли эта реакция», — сказал он. «Это было бы здорово, но пока это невозможно. Прямо сейчас мы застряли на поверхности».
Исследования, подобные исследованиям Кравчинского и Ляна, будут весьма полезны, когда NASA отправит будущие лунные миссии на поверхность. Есть целый проект марсохода, часть миссии под названием Lunar Vertex, запланированной для изучения Reiner Gamma. Это одна из самых известных лунных воронок. Vertex должен быть запущен в этом году и является предшественником более масштабного возвращения на Луну, которое NASA планирует осуществить в конце этого десятилетия. Эта миссия могла бы подтвердить, связаны ли воронки с магнитным полем. Если нет, то в Reiner Gamma и других местах со воронками происходит что-то еще.
Для дополнительной информации
Лунные «спирали» могут быть намагничены невидимыми магмами
Возможность лунного магматизма, создающего сильный коровый магнетизм
Миссия «Лунар Вертекс»
