Nova studija sugeriše da Zemljino magnetno polje, umesto da samo zadržava atmosferske čestice, može i da ih usmerava kroz magnetotail do Meseca. Simulacije pokazuju da današnja, snažnija magnetosfera prenosi više materije nego ranija slabija verzija, objašnjavajući prisustvo vode, CO2 i plemenitih gasova u lunarnom regolitu. Nalaz ima implikacije za buduće misije (ISRU) i razumevanje gubitka atmosfere na Marsu.
Zemljino Magnetno Polje Nije Samo Štit — Naučnici Kažu Da I Ispušta Atmosferske Čestice Ka Mesecu
Scientists Say Earth’s Magnetic Field Is LeakingMARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Uz povratak uzoraka sa Meseca tokom Apolonovih misija pojavila se zagonetna pojava: u lunarnom regolitu pronađeni su hlapljivi sastojci — voda, CO2 i plemeniti gasovi — u količinama koje solarni vetar sam po sebi teško može objasniti.
U radu iz 2005. godine, tim sa Univerziteta u Tokiju zaključio je da su delovi tih sastojaka morali poticati iz Zemljine atmosfere iz perioda pre uspostavljanja stabilnog geodinama. Pretpostavka je bila da je tada Zemlja bila nemagnetisana i da su se atmosferski atomi slobodno oslobađali u svemir.
Nova hipoteza: magnetno polje kao kanal, ne samo barijera
Nova studija koju je predvodio astrofizičar Shubhonkar Paramanick (Univerzitet Rochester) predlaže drugačiji mehanizam. Umesto da magnetno polje samo sprečava bekstvo čestica, njegove linije — naročito u Zemljinom magnetotailu (izduženom 'repu' magnetosfere) — mogu da usmere atmosferske čestice u prostor, gde ih Sunčev vetar dalje nosi do Meseca.
Magnetotail sadrži severni i južni lob podeljen plazmenim listom. Zbog turbulencije, nestabilnosti plazme i procesa magnetne rekonekcije (prekidanja i ponovnog spajanja linija magnetnog polja), atmosferske čestice se oslobađaju i kreću duž linija polja. Kada je Mesec na noćnoj strani Zemlje i nalazi se unutar magnetotaila, mnoge od tih čestica mogu stići do lunarne površine i biti implantirane u zrna regolita.
Simulacije: moderni Earth > arhaični Earth
Paramanickov tim je uporedio simulacije transfera čestica za stanja stare Zemlje (slabije magnetno polje, jači Sunčev vetar) i moderne Zemlje (snažno magnetno polje, slabiji Sunčev vetar). Neočekivano, model je pokazao da današnja konfiguracija prenosi više atmosferskih čestica na Mesec nego ranija, slabija magnetosfera.
„Atmosferski prenos je efikasan samo kada je Mesec unutar Zemljinog magnetotaila... Ne-solarni doprinos lunarnom tlu najbolje se objašnjava implantacijom tokom duge istorije geodinama pod današnjim uslovima Sunčevog vetra,“ rekao je Paramanick u studiji objavljenoj u Nature Communications Earth & Environment.
Zašto je to važno?
Ovo otkriće menja razumevanje porekla mesecačkih hlapljivih materija i ima praktične i naučne implikacije:
- Regolit meseca može sadržati više vode, kiseonika i plemenitih gasova nego što se ranije pretpostavljalo, što je važno za in-situ resursno korišćenje (ISRU) u budućim misijama.
- Rezultati daju nov ugao za proučavanje toga kako planete gube atmosferu — poređenje Zemlje i Marsa može pomoći da se razjasni kako je Mars izgubio svoj atmosferski omotač kad mu je prestao rad dinama.
- Lunarna prašina bi mogla predstavljati arhiv primordijalnih iskaza Zemljine atmosfere tokom milijardi godina, što je dragocen izvor za geokemijska i astrohemijska istraživanja.
Iako su potrebna dodatna merenja i uzorci (posebno iz različitih regiona Meseca), studija pruža ubedljiv model koji objašnjava zašto u regolitu nalazimo ne-solarne izotope azota i plemenitih gasova.
Zaključak: Zemljino magnetno polje ne funkcioniše samo kao štit — pod određenim uslovima ono može delovati i kao „sifon“ koji usmerava atmosferske čestice u svemir i na Mesec. To zaključivanje menja naše poglede na međusobnu vezu Zemlje i Meseca i otvara nove pravce u proučavanju atmosferske evolucije planeta.
Pomozite nam da budemo bolji.
