Лунариум

 Магнитометры, установленные на Луне экипажами «Аполлон-12» и «Аполлон-14», обнаружили два типа лунных магнитных полей: постоянные поля, порожденные «ископаемым» магнетизмом лунного вещества, и переменные поля, вызванные электрическими токами, возбуждаемыми в недрах Луны. Эти магнитные измерения дали нам уникальную информацию об истории и современном состоянии Луны. Источник «ископаемого» магнетизма неизвестен и указывает на существование некоторой необычной эпохи в истории Луны. Переменные поля возбуждаются в Луне изменениями магнитного поля, связанного с «солнечным ветром» — потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Измерение переменных полей дает нам возможность вычислить проводимость и температуру лунных недр. Магнитные измерения наглядно демонстрируют возможности нового метода для будущих исследований солнечной системы, в частности Марса, который до известной степени похож на Луну.

Хотя напряженность постоянных полей, измеренных на Луне, составляет менее 1 процента напряженности магнитного поля Земли, лунные поля оказались гораздо сильнее, чем предполагалось на основе измерений, проведенных ранее советскими и американскими космическими аппаратами, либо во время пролетов близ Луны, либо с окололунной орбиты. Приборы, доставленные на поверхность Луны «Аполлонами», засвидетельствовали то, что постоянные поля на лунной поверхности меняются от точки к точке, но не укладываются в картину глобального дипольного поля, аналогичного земному. Это говорит о том, что обнаруженные поля вызваны местными источниками. Более того, большая напряженность полей указывает, что источники поля приобрели намагниченность во внешних полях, гораздо более сильных, чем существующие на Луне в настоящее время. Когда-то в прошлом Луна либо сама обладала сильным магнитным полем, либо находилась в области сильного поля. Мы сталкиваемся здесь с целой серией загадок лунной истории: имела ли древняя Луна поле, подобное земному, которое, как и в случае Земли, возбуждалось внутренним «динамо»? Была ли Луна гораздо ближе к Земле, там, где земное магнитное поле было достаточно сильным. Приобрела ли Луна намагниченность в каком-то ином районе солнечной системы и позднее была захвачена Землей? Ответы на эти вопросы могут быть зашифрованы в «ископаемом» магнетизме лунного вещества. Тот факт, что Луна мало изменилась за миллиарды лет, открывает нам возможность получить палеомагнитные данные о ранней истории солнечной системы. Аналогичная магнитная информация, «записанная» в земной коре, давно уже стерта и перепутана из-за активности коры и излияний магнитных материалов на поверхности.

Переменные поля, порождаемые электрическими токами, текущими в недрах Луны, связаны со всей Луной, а не с каким-либо ее отдельным районом. Эти поля быстро растут и убывают в соответствии с изменениями солнечного ветра. Свойства индуцированных лунных полей зависят от проводимости лунных недр, а последняя, в свою очередь, тесно связана с температурой вещества. Поэтому магнитометр может быть использован как косвенный «термометр сопротивления» для определения внутренней температуры Луны.

Анализ переменных полей показывает, что температура в недрах Луны достигает лишь 1000 °C на глубине, составляющей половину расстояния до центра, или примерно на 3400° холоднее, чем в Земле на глубине, равной половине земного радиуса. Найденные таким путем лунные температуры хорошо увязываются с низкой сейсмической активностью, обнаруженной при помощи сейсмометров, размещенных на поверхности нашего спутника. Полученные результаты прямых измерений свидетельствуют о том, что Луна не может быть горячей и расплавленной внутри, а скорее является относительно холодным телом, так что ее поверхность изменилась под действием скорее метеоритных ударов, а не вулканической активности. Последующие магнитные измерения позволят построить более точное распределение температуры в недрах Луны, а также прольют свет на природу внутренних источников тепла. Эти же данные дают надежду получить ответы на фундаментальные вопросы о происхождении и эволюции Луны.

П. Дайэл, К. Паркин, Магнетизм Луны