Структура лунного ядра: ученые сделали важное открытие

Исследование, проведенное в мае 2023 года, позволило установить, что внутреннее ядро Луны представляет собой твердый шар с плотностью, сопоставимой с плотностью железа. Эти данные, как сообщает портал incrussia.ru, помогут ученым разрешить давние дискуссии о строении спутника Земли, а также углубить понимание истории Луны и всей Солнечной системы.

По словам группы исследователей, возглавляемой Артуром Брио из Французского национального центра научных исследований, полученные сведения могут изменить представления о формировании и эволюции магнитного поля Луны. Открытие также подтверждает гипотезу о глобальном перевороте мантии, который мог повлиять на последовательность ударных событий, происходивших в первые миллиарды лет существования Солнечной системы.

Анализ внутренней структуры небесных тел, таких как Луна, чаще всего осуществляется с использованием сейсмических данных. Акустические волны, вызванные сейсмической активностью, позволяют определить характеристики слоев под поверхностью планеты или спутника. Однако данные, полученные во время программы «Аполлон», не обладали достаточным разрешением, чтобы с уверенностью определить состояние внутреннего ядра Луны. Ранее было установлено наличие жидкого внешнего ядра, но его точные характеристики оставались предметом научных дискуссий. Различные модели предлагали либо полностью жидкое ядро, либо наличие твердого внутреннего слоя. До недавнего времени оба варианта согласовывались с существующими данными.

Чтобы прояснить этот вопрос, команда Брио объединила данные нескольких космических миссий, в том числе информацию, полученную автоматическими зондами, и применяла методы лазерного зондирования. Эти методы позволили измерить деформации Луны под влиянием гравитации Земли, изменения расстояния между Луной и нашей планетой, а также изучить распределение плотности внутри спутника.

Среди значимых находок исследователи выделили факт активного перемешивания вещества в недрах Луны. Более плотные материалы опускаются ближе к центру, тогда как менее плотные поднимаются вверх. Подобные процессы могут объяснить вулканическую активность, наблюдаемую в определенных регионах спутника.

Выводы ученых подтверждают, что строение лунного ядра сходно с земным. Согласно расчетам, внешний жидкий слой Луны имеет радиус около 362 км, тогда как радиус твердого внутреннего ядра составляет примерно 258 км. Это примерно 15% от общего радиуса спутника. Кроме того, измерения показали, что плотность внутреннего ядра составляет около 7822 кг/м³, что близко к плотности железа.

Подобные выводы уже выдвигались ранее. В 2011 году ученые NASA под руководством Рене Вебера изучали лунное ядро, используя передовые на тот момент сейсмологические технологии. Они также пришли к заключению, что внутреннее ядро Луны твердое и имеет радиус около 240 км при плотности порядка 8000 кг/м³. Новые данные не только подтверждают их работу, но и уточняют параметры ядра, делая его характеристики еще более детализированными.

Луна в прошлом обладала мощным магнитным полем, но около 3,2 млрд лет назад оно значительно ослабло. Возникновение и существование такого поля связано с процессами конвекции в ядре, а потому изучение состава и состояния лунного ядра может дать ключ к разгадке того, почему это магнитное поле исчезло.

В ближайшие годы человечество планирует вернуться на Луну, что создаст возможности для проведения новых сейсмических исследований. Эти миссии могут подтвердить или скорректировать текущие представления о строении спутника, предоставляя ученым еще больше данных о его внутренней структуре.