Магнитное поле древней Луны защитило молодую Землю от Солнца

Магнитное поле молодой Луны могло служить дополнительным барьером, который защищал атмосферу Земли от сдувания солнечным ветром. К такому выводу пришли ученые из NASA, которые провели компьютерное моделирование взаимодействия магнитосфер Земли и Луны. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Обитаемость планет зависит от многих факторов, в том числе и от наличия постоянного и достаточно сильного магнитного поля. Оно генерируется благодаря движению жидкости в раскаленном ядре планеты (это называют динамо-эффектом) и помогает удерживать атмосферу от убегания в космос под воздействием потока заряженных частиц, идущего от звезд.

Современные исследования говорят о том, что магнитное поле Земли существовало, как минимум, 3,5 миллиарда лет назад, а более смелые оценки допускают, что и 4,2 миллиарда лет назад. Однако, как показывают модели, оно было примерно вполовину слабее современного, а о его поведении в прошлом известно мало. При этом молодое Солнце, несмотря на меньшую яркость, должно было переживать достаточно мощные вспышки, которые могли бы разрушить газовую оболочку нашей планеты. Тем не менее, даже в этих условиях Земля смогла сохранить атмосферу.

Помочь в этом ей могло магнитное поле Луны, считают Джеймс Грин (James Green) из NASA и его коллеги. Сегодня у Луны нет дипольного поля, но так было не всегда. Долгое время его недра оставались горячими, что позволяло возникать динамо-эффекту, и следы этого процесса сохранились в образцах местных пород. По оценкам, в период между 4,25 и 3,5 миллиарда лет назад индукция магнитного поля Луны колебалась от 20 до 100 микротесла, а 3,2 миллиарда лет назад это значение упало до 5 микротесла.

Кроме того, в прошлом Луна находилась намного ближе к Земле, всего в 130 тысячах километров (для сравнения, сегодня расстояние составляет 385 тысяч километров), что позволяло магнитным полям двух небесных тел взаимодействовать. В новой работе ученые рассмотрели, каким именно могло быть это взаимодействие и как оно влияло на Землю, и провели моделирование взаимодействия магнитосферы Земли и Луны.

Моделирование показало, что силовые линии магнитных полей Земли и Луны могли соединяться — в основном это происходило на высоких и средних широтах. Такое взаимодействие могло служить дополнительным щитом для атмосферы Земли и способствовать уменьшению потерь ионосферной плазмы, создавая своеобразный «защитный магнитный пузырь». Кроме того, вдоль силовых линий мог происходить обмен компонентами атмосфер между нашей планетой и молодым спутником, где еще сохранялся вулканизм. Это могло бы объяснить присутствие азота и некоторых других инертных газов в лунном реголите.

Команда надеется, что новые образцы, полученные в ходе лунных миссий, дадут больше информации. Особый интерес представляют так называемые «холодные ловушки» на полюсах спутника. Они надежно защищены от Солнца и могут сохранять кислород и азот, полученные из атмосферы Земли.

Ранее ученые пришли к выводу, что лунное магнитное поле исчезло на миллиард лет позже, чем считалось ранее. Оно могло существовать еще 2,5 миллиарда лет назад.

Кристина Уласович