Przez dziesięciolecia naukowcy debatowali, czy Księżyc kiedykolwiek miał stabilne, silne pole magnetyczne. Nowa analiza skał księżycowych zebranych w epoce Apolla sugeruje, że chociaż Księżyc doświadczał okresów intensywnej aktywności magnetycznej, były one krótkotrwałe i rzadkie – trwały zaledwie kilka tysięcy lat, a może nawet dziesięcioleci – a nie były zjawiskiem długotrwałym. Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience poszerza naszą wiedzę na temat wczesnej historii Księżyca i sił, które ukształtowały jego środowisko magnetyczne.
Ciągłe kontrowersje i zmieniające się próbki Apollo
Sednem tajemnicy jest ograniczone rozmieszczenie geograficzne miejsc lądowań misji Apollo. Astronauci wylądowali w prawie tych samych regionach równikowych, głównie w ciemnych, płaskich bazaltowych równinach zwanych Maria. Obszary te są bogate w bazalty tytanu, co czyni je łatwymi celami do lądowania, ale powoduje stronnicze pobieranie próbek ogólnego składu Księżyca.
Wstępna analiza tych skał wykazała silniejsze i bardziej stabilne pole magnetyczne, niż pozwalały na to niektóre modele. Małe jądro Księżyca – zaledwie jedna siódma jego promienia – sprawia, że długotrwałe silne pole jest mało prawdopodobne. Ta rozbieżność podsyciła kontrowersje.
Tytan jako klucz: związek między składem skały a siłą magnetyczną
Nowe badanie łączy zawartość tytanu w skałach księżycowych bezpośrednio z ich siłą magnetyczną. Próbki zawierające mniej niż 6% tytanu wykazywały słabe pole magnetyczne, natomiast próbki o wyższych stężeniach wykazywały znacznie silniejszy magnetyzm. Ta korelacja sugeruje, że okresy intensywnej aktywności magnetycznej zbiegły się z topnieniem materiałów bogatych w tytan głęboko w płaszczu Księżyca.
„Przez bardzo krótkie okresy czasu… topnienie skał bogatych w tytan na granicy jądra i płaszcza Księżyca wytworzyło bardzo silne pole.” – Claire Nichols, Uniwersytet Oksfordzki.
Topienie to prawdopodobnie nastąpiło w wyniku lokalnych źródeł ciepła powodujących tymczasowe wybuchy magnetyzmu. Badanie potwierdza, że pole magnetyczne Księżyca było generalnie słabe przez większą część jego 4,5 miliarda lat historii, z krótkimi, lokalnymi wybuchami silnej aktywności.
Skały księżycowe: ograniczony, ale ważny zbiór danych
Archiwum Apollo zawiera około 382 kg skał księżycowych, co stanowi znaczną część z 650 kg znajdujących się na Ziemi (w tym meteoryty). Chociaż próbki te zostały dokładnie zbadane, zawsze było wiadomo, że stanowią statystycznie obciążoną podpróbkę całego księżycowego zapisu geologicznego. Zespół badawczy przeprowadził symulacje, które potwierdziły, że losowa próbka materiału księżycowego miałaby jedynie niewielkie szanse na to, że uwzględni w niej skały o silnym magnetyzmie. Zwiększa to potrzebę stosowania bardziej zróżnicowanych próbek.
Przyszłe badania w ramach programu Artemis
Misje NASA Artemis mają na celu zajęcie się tym błędem próbkowania poprzez lądowanie w większej liczbie lokalizacji na Księżycu. Gromadzenie próbek na większym obszarze geograficznym zapewni pełniejszy obraz historii magnetycznej Księżyca. Pomoże to potwierdzić, czy te wybuchy silnego magnetyzmu były powszechne, czy też zlokalizowane w określonych regionach.
Ostatecznie nowa analiza skał zebranych w epoce Apolla jasno pokazuje, że chociaż Księżyc doświadczył silnej aktywności magnetycznej, było to raczej zjawisko przemijające niż trwała cecha jego wczesnej ewolucji. Nadchodzące misje Artemis obiecują wypełnić luki w naszej wiedzy i rozwiązać wszelkie pozostałe niepewności.
