По оценкам специалистов по планетам, на начальном этапе у Луны существовало полноценное магнитное поле, создаваемое ее ядром. Спутник Земли быстро остывал, однако, как стало известно в последние годы, магнитное поле не исчезло полностью: есть основания полагать, что Луна продолжала получать его альтернативными способами. В конечном итоге и эти источники магнетизма прекратили свое существование. Ранее предполагалось, что лунное магнитное поле неизбежно ослабевает с течением времени. Однако недавний анализ образцов, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6», показал, что внутреннее строение Луны оказалось более сложным.
Действительно, горные породы способны хранить информацию и предоставлять ценные сведения, что хорошо известно палеонтологам и геофизикам. Если формирование пород происходило в магнитосфере, они удерживают остаточную намагниченность на протяжении миллиардов лет, таким образом, в них «зафиксирована» история небесного тела.
Астронавты программы «Аполлон» привезли с собой около полувека назад сотни килограммов лунного грунта, содержащего такие образцы. Установлено, что возрасту этих пород от трех до четырех с половиной миллиардов лет, и многие из них обладают магнитными свойствами. Например, образцам возрастом три с половиной миллиарда лет свойственна напряженность магнитного поля не менее 40 микротесла.
Это удивительно, поскольку сопоставимо с мощностью магнитного поля Земли — планеты, у которой до сих пор внутреннее, твердое и раскаленное ядро нагревает окружающие его жидкие слои и вызывает их перемешивание. В результате этого процесса возникает электрический ток, формирующий вокруг планеты защитную магнитосферу.
По мнению планетологов, внутреннее магнитное динамо на Луне не могло существовать ни в настоящее время, ни 3,5 миллиарда лет назад: согласно имеющимся расчетам, лунное ядро остыло не позднее 4,2 миллиарда лет назад. Таким образом, полноценное собственное магнитное поле естественный спутник Земли мог сохранять лишь в течение нескольких сотен миллионов лет. Стоит отметить, что Солнечной системе 4,6 миллиарда лет, и, судя по всему, Луна сформировалась почти одновременно с Землей.
Поскольку лунные породы приобрели намагниченность относительно недавно, для объяснения этого потребовались сложные методы, имитирующие наличие магнитного поля у Луны без участия её ядра. Исследователи считают, что это поле могло формироваться под воздействием гравитации Земли, поскольку в прошлом Луна находилась значительно ближе. Альтернативно, магнитное поле могло быть результатом колебаний оси вращения Луны, что могло вызвать перемещение вещества внутри не.
Существует даже версия о том, что по мере не совсем равномерного остывания Луны в ее недрах постепенно все глубже опускались плотные богатые титаном сгустки, а когда они достигали еще горячего ядра, происходил временный электромагнетизм.
Но эти процессы также должны были со временем затухать. Однако, по сведениям китайских исследователей, полученным недавно статье для журнала Nature, по имеющимся данным, текущая тенденция ослабления магнитного поля Луны не соответствует прогнозируемому постепенному затуханию. Ученые провели сравнение возраста и уровня намагниченности образцов лунного грунта, полученных в июне 2024 года в рамках миссии межпланетной станции «Чанъэ-6».
Китайский аппарат совершил посадку на обратной стороне Луны, в кратере Аполлон, который находится в обширном Южном полюсе — Эйткен. С собранных образцов на Землю доставлено более 1935 граммов грунта. Это – первые в истории образцы, полученные с обратной стороны Луны. Примечательно, что их возраст оказался существенно меньше, чем у образцов, доставленных миссиями «Аполлон», и они содержат магнитное поле в диапазоне от пяти до 21 микротеслы.
Согласно исследованиям ученых, установлено, что магнитное поле Луны значительно ослабло 3,1 миллиарда лет назад, после чего произошло столь же резкое его восстановление 2,8 миллиарда лет назад. Это указывает на то, что менее трех миллиардов лет назад у Луны сохранялось магнитное поле, и оно не было незначительным.
Предстоит установить, какие факторы послужили причиной этого. Ученые предполагают, что в этом могли быть задействованы ранее упомянутая прецессия оси вращения или процессы, протекавшие в глубинных слоях лунного магматического океана в ту эпоху. Также нельзя исключать, что постепенное затвердевание ядра могло внести свой вклад в этот феномен.