вторник, 28 мая 2013 г.

Кто раскрутил лунную "динамо-машину"?

    «Если верить традиционной теории происхождения магнитного поля небесных тел, последнее образуется, когда у планеты (или её спутника) есть расплавленное металлическое ядро, по мере охлаждения небесного тела приходящее в движение и порождающее его магнитосферу. 

Тот самый камешек (фото Science / AAAS)
    Однако новые результаты калий-аргоновой датировки образца лунной породы №10020, добытого героями «Аполлона-11» на Луне у Моря Спокойствия в 1969 году, могут сильно поколебать прижившиеся представления.
    Кусок лунной породы возрастом в 3,7 млрд лет несёт на себе следы воздействия довольно мощного магнитного поля. Между тем, по имеющимся моделям, небольшое лунное ядро должно было остыть самое позднее 4,2 млрд лет назад. Позже у Луны просто не могло быть никакого магнитного поля. Как точно подметила ведущий исследователь названного лунного камня Эрин Ши (Erin Shea), аспирантка-геолог Массачусетского технологического института (США), «мы должны найти новое, совершенно оригинальное решение того, как именно функционировало лунное динамо».
    Впрочем, ещё до получения нынешних результатов, свидетельствующих об относительно недавнем бурном прошлом спутника, раздавались голоса о других возможных механизмах поддержания магнитосферы у небесных тел.
    Адъюнкт-профессор Бенджамин Вайс из МТИ, один из соавторов работы, напоминает, что в прошлом году учёные из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) предложили новую гипотезу, рассматривающую приливные взаимодействия Луны и Земли. Гравитационная связь спутника с планетой могла поддерживать циркуляцию вещества в лунном ядре даже после его охлаждения. Дело в том, что несколько миллиардов лет тому назад Луна находилась многократно ближе к Земле, чем сегодня, - а значит, гравитационное поле было как минимум на порядок более сильным. Существуй оно сейчас, Земля испытывала бы буквально катастрофические приливы. Ещё более значимое воздействие поле оказывало бы на маленькую Луну.  

Внутреннее строение Луны (изображение Википедии)
    По сути, результаты последней датировки образца лунной породы из Моря Спокойствия играют на руку именно этой теории. Но, как бы то ни было, уже сегодня ясно, что новые данные раз и навсегда меняют наши представления о геологической истории земного спутника.
    Отчёт об этом исследовании представлен в сегодняшнем (27 января) номере журнала «Science». Подготовлено по материалам MIT News». (27 января 2012 года, 19:15 | Текст: Александр Березин).

    Примечание Федора Дергачева: ссылки на статью http://compulenta.computerra.ru/657530/ и http://science.compulenta.ru/657530/ не открываются, доступен лишь перепост «Магнитное поле Луны: новые данные»  http://my.mail.ru/community/paleontologos/7162B4307FC51CCC.html

    What drove the lunar dynamo?

    «Research supports theory that the moon’s molten core was likely sustained by an alternative power source.

    New evidence from an ancient lunar rock suggests that the moon once harbored a long-lived dynamo - a molten, convecting core of liquid metal that generated a strong magnetic field 3.7 billion years ago. The findings, published today in Science, point to a dynamo that lasted much longer than scientists previously thought, and suggest that an alternative energy source may have powered the dynamo. 

http://img.mit.edu/newsoffice/images/article_images/original/20120126172434-1.jpg
    “The moon has this protracted history that’s surprising,” says co-author Benjamin Weiss, an associate professor of planetary science at MIT. “This provides evidence of a fundamentally new way of making a magnetic field in a planet a new power source.” 

    The new paper is the latest piece in a puzzle that planetary scientists have been working out for decades. In 1969, the Apollo 11 mission brought the first lunar rocks back to Earth - souvenirs from Neil Armstrong and Buzz Aldrin’s historic moonwalk. Since then, scientists have probed the rocky remnants for clues to the moon’s history. They soon discovered that many rocks were magnetized, which suggested that the moon was more than a cold, undifferentiated pile of space rubble. Instead, it may have harbored a convecting metallic core that produced a large magnetic field, recorded in the moon’s rocks.
    Exactly what powered the dynamo remains a mystery. One possibility is that the lunar dynamo was self-sustaining, like Earth’s: As the planet has cooled, its liquid core has moved in response, sustaining the dynamo and the magnetic field it produces. In the absence of a long-lived heat supply, most planetary bodies will cool within hundreds of millions of years of formation.
    A dynamo still exists within Earth because heat, produced by the radioactive decay of elements within the planet, maintains the core’s convection. Models have shown that if a lunar dynamo were powered solely by cooling of the moon’s interior, it would have been able to sustain itself only for a few hundred million years after the moon formed - dissipating by 4.2 billion years ago, at the very latest.
    Heavy metal rock

    However, Weiss and his colleagues found some surprising evidence in a bit of lunar basalt dubbed 10020. The Apollo 11 astronauts collected the rock at the southwestern edge of the Sea of Tranquility; scientists believe it was likely ejected from deep within the moon 100 million years ago, after a meteor impact. The group confirmed previous work dating the rock at 3.7 billion years old, and found that it was magnetized — a finding that clashes with current dynamo models.
    Weiss collaborated with researchers at the University of California at Berkeley and the Berkeley Geochronology Center, who determined the rock’s age using radiometric dating. After a rock forms, a radioactive potassium isotope decays to a stable argon isotope at a known rate. The group measured the ratio of potassium to argon in a small piece of the rock, using this information to ascertain that the rock cooled from magma 3.7 billion years ago. 
    Weiss and graduate student Erin Shea then measured the rock’s magnetization, and found that the rock was magnetized. However, this didn’t necessarily mean that the rock, and the moon, had a dynamo-generated magnetic field 3.7 billion years ago: Subsequent impacts may have heated the rock and reset its magnetization. 
    To discard this possibility, the team examined whether the rock experienced any significant heating since its ejection onto the moon’s surface. Again, they looked to isotopes of potassium and argon, finding that the only heating the rock had experienced since it was ejected onto the lunar surface came from simple exposure to the sun’s rays. 
    “It’s basically been in cold storage for 3.7 billion years, essentially undisturbed,” Weiss says. “It retains a beautiful magnetization record.”

    Stirring things up

    Weiss says the rock’s evidence supports a new mechanism of dynamo generation that was proposed last year by scientists at University of California at Santa Cruz (UCSC). This hypothesis posits that the moon’s dynamo may have been powered by Earth’s gravitational pull. Billions of years ago, the moon was much closer to Earth than it is today; terrestrial gravity may have had a stirring effect within the moon’s core, keeping the liquid metal moving even after the lunar body had cooled.
    Francis Nimmo, a professor of earth and planetary sciences at UCSC and one of the researchers who originally put forth the new dynamo theory, says Weiss’ evidence provides scientists with a new picture of the moon’s evolution.
    “We generally assume that cooling is the main mechanism for driving a dynamo anywhere,” says Nimmo, who was not involved in the current study. “This lunar data is telling us that other mechanisms may also play a role, not just at the moon, but elsewhere, too.”» 
(MIT News, January 27, 2012).

    На эту тему:

3 комментария:

  1. "Исследователи обнаружили на Луне нечто вроде геометрической фигуры.

    Недавно при наблюдении за полной Луной и получением отменной фотографии нашей спутницы, ученые узрели на ее поверхности весьма массивную структуру, похожую на некую геометрическую фигуру. Вследствие этого, они решили пересмотреть более ранние теории формирования огромного лунного моря известного под названием "Океан Бурь" (Oceanus Procellarum). При виде с Земли границы этого моря (на фото показанные красным) формируют геометрическую фигуру. Ранее же ученые считали, что это море имеет круглую форму.

    Ученые теперь думают, что эта огромная структура на Луне была сформирована лунной лавой на раннем этапе формирования нашего естественного спутника, а не при катастрофическом воздействии извне.

    На самом деле, крупнейшее лунное море "Океан Бурь" морем совершенно не является. Это равнина, заполненная застывшей базальтовой лавой. Изначально исследователи считали, что это лунное море было образовано при космическом столкновении, после которого остался кратер размером 3 200 километров, наполненный лавой. Однако анализ данных, полученных от космических аппаратов GRAIL, демонстрирует, что равнина "Океан Бурь" отнюдь не является круглой, а напоминает квадрат и не могло, таким образом, быть сформированным при столкновении с небесным телом. Кроме того, ученые выяснили, что диаметр этого лунного моря меньше, чем думали и составляет 2 600 километров". (02 октября 2014, 12:18:43). http://www.infuture.ru/article/11910

    ОтветитьУдалить
  2. "У древней Луны нашли сильное магнитное поле". (14 апреля 2017 г., 13:45). https://artefact-2007.blogspot.ru/2016/10/2016-2.html?showComment=1492170354372#c3590038578809294387

    ОтветитьУдалить
  3. Поверхность Луны была обновлена после затвердевания коры

    "История формирования Луны представляется современным ученым весьма «бурной». Образовавшаяся из осколка Земли, который был выбит из нашей планеты в результате мощного космического столкновения, Луна пребывала на первых этапах своего формирования в расплавленном состоянии, то есть на ее поверхности находился глобальный океан расплавленной магмы, который лишь через некоторое время постепенно охладился и затвердел, сформировав ту твердую поверхность, которую мы наблюдаем на Луне сегодня.

    При определении минерального состава вещества поверхности Луны исследователи с удивлением обнаружили, что она состоит почти полностью (на 98 процентов) из одного минерала – плагиоклаза. Для объяснения этого факта была предложена гипотеза, согласно которой слой плагиоклаза «всплывает» в океане магмы в ранние годы формирования Луны, чтобы затем при кристаллизации дать почти чистый минерал, покрывающий собой всю поверхность естественного спутника Земли. Эта гипотеза основана на допущении о том, что вязкость расплава магмы имела достаточно низкое значение для быстрого всплывания слоя плагиоклаза в смешанном исходном расплаве. В новом исследовании команда ученых во главе с Ником Дайгертом (Nick Dygert), ассистент-профессором Университета Теннесси, США, решила проверить при помощи лабораторных экспериментов, могла ли вязкость расплава на самом деле иметь достаточно низкие для протекания предлагаемых процессов значения вязкости.

    Проведя эксперименты в лаборатории с разогревом и расплавлением смеси горных пород, близкой по составу веществу Луны, при помощи рентгеновского излучения синхротрона, команда Дайгерта подтвердила, что вязкость расплава действительно была очень низкой, и слой плагиоклаза при такой вязкости имел возможность успеть всплыть на поверхность расплава. Однако вместе с тем ученые обнаружили, что всплывший слой плагиоклаза не мог в этих условиях достичь чистоты 98 процентов, поскольку оказывался загрязнен другими составляющими расплава. Поэтому, опровергая в результате проведенной лабораторной проверки исходную гипотезу, команда Дайгерта предложила другую версию, согласно которой исходный верхний слой коры Луны мог быть удален с ее поверхности в результате вторичных процессов, таких как падения астероидов, обнажая нижележащие слои из чистого плагиоклаза.

    Исследование вышло в журнале Geophysical Research Letters". (26 ноября 2017, 13:40:06). http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=10421

    ОтветитьУдалить