Нова открића сугеришу да је Земљино магнетно поље играло изненађујућу улогу у транспорту честица из наше атмосфере на Месец током огромних временских периода.
На први поглед, месец изгледа беживотно и инертно. Али његова површина може испричати сложенију причу. Милијардама година, сићушни фрагменти Земљине атмосфере су вероватно пристизали на Месец и били уграђени у његово тло. Ови материјали могу укључивати супстанце које би једног дана могле помоћи у подршци људским активностима на површини Месеца. До недавно, међутим, научници нису били сигурни како ове честице могу да путују на тако огромне удаљености или колико дуго је процес у току.
Истраживачи са Универзитета у Рочестеру сада извештавају да Земљино магнетно поље може помоћи, а не спречити овај пренос. Њихова студија, објављена у Природне комуникације Земља и животна срединапоказује да се атмосферске честице које подиже соларни ветар могу водити ка споља дуж Земљиног магнетног поља. Пошто овај магнетни штит постоји милијардама година, могао је да омогући споро, али континуирано кретање материјала од Земље до Месеца кроз дубоко време.
„Комбиновањем података о честицама сачуваним у лунарном тлу са рачунарским моделирањем интеракције соларног ветра са Земљином атмосфером, можемо пратити историју Земљине атмосфере и њеног магнетног поља“, каже Ерик Блекман, професор на Одељењу за физику и астрономију и истакнути научник у УРоцхестер-овој лабораторији Енергет (ЛЛЕ Ласер).
Ови резултати сугеришу да би лунарно тло могло сачувати дуготрајну архиву Земљине атмосфере. Они такође указују на могућност да Месец садржи ресурсе који би се могли показати вредним за астронауте који тамо живе и раде у будућности.
Шта су Аполло узорци открили
Месечево камење и тло прикупљени током мисија Аполо 1970-их били су централни у овом истраживању. Анализе ових узорака показују да површински слој Месеца, познат као реголит, садржи испарљиве супстанце као што су вода, угљен-диоксид, хелијум, аргон и азот. Неки од ових материјала очигледно потичу од соларног ветра, сталног тока наелектрисаних честица које извиру из сунца. Међутим, пронађене количине, посебно азота, превелике су да би се могле објаснити само соларним ветром.
Научници са Универзитета у Токију су 2005. године предложили да део ових испарљивих материја потиче из Земљине атмосфере. Они су тврдили да се овај трансфер могао догодити само рано у историји Земље, пре него што је планета развила магнетно поље. Њихова претпоставка је била да када се магнетно поље формира, оно ће блокирати атмосферске честице да побегну у свемир.
Тим из Рочестера дошао је до другачијег закључка.
Симулација путовања од Земље до Месеца
Да би боље разумели како атмосферске честице могу да стигну до Месеца, истраживачи су користили напредне компјутерске симулације. Тим је укључивао Шубхонкара Параманика, дипломираног студента на Одсеку за физику и астрономију и сарадника Хортона на ЛЛЕ; Џон Тардуно, Вилијам Р. Кенан, млађи професор на Одсеку за науке о Земљи и животној средини; и Џонатан Керол-Неленбек, рачунарски научник у Центру за интегрисано истраживачко рачунарство и доцент на Одсеку за физику и астрономију.
Њихове симулације су тестирале два услова. Један је представљао рану верзију Земље без магнетног поља и са јачим соларним ветром. Друга је моделирала данашњу Земљу, заједно са јаким магнетним пољем и слабијим соларним ветром. Резултати су показали да је пренос честица на Месец био далеко ефикаснији у савременом сценарију Земље.
У овом случају, соларни ветар може да избаци наелектрисане честице из горње Земљине атмосфере. Ове честице затим прате линије магнетног поља Земље, од којих се неке протежу довољно далеко у свемир да пресеку месечеву орбиту. Током милијарди година, овај процес делује као спор левак, дозвољавајући малим количинама Земљине атмосфере да се таложе на површини Месеца.
Запис о Земљиној прошлости и ресурс за будућност
Пошто се ова размена одвијала у тако дугим временским размацима, Месец може да држи хемијски запис Земљине атмосферске историје. Проучавање лунарног тла могло би научницима понудити нове увиде у то како су се клима, океани, па чак и сам живот развијали током милијарди година.
Стална испорука честица такође сугерише да Месец може садржати више корисних материјала него што се раније претпостављало. Испарљиви елементи као што су вода и азот могу помоћи у одржавању дугорочне људске активности на Месецу, смањујући потребу за испоруком залиха са Земље и чинећи будућа истраживања практичнијим.
„Наша студија такође може имати шире импликације за разумевање раног атмосферског бекства на планетама као што је Марс, коме данас недостаје глобално магнетно поље, али је имало једно слично Земљи у прошлости, заједно са вероватно дебљом атмосфером“, каже Параманик. „Испитивањем планетарне еволуције заједно са атмосферским бекством кроз различите епохе, можемо стећи увид у то како ови процеси обликују планетарну настањивост.“
Истраживање је делимично подржано средствима НАСА-е и Националне научне фондације.
