Ученые выяснили, что частицы земной атмосферы на протяжении миллиардов лет покидали Землю и оседали на поверхности Луны, причем этот процесс продолжается и сегодня. Об этом стало известно из результатов исследования, опубликованного в журнале Nature Communications Earth & Environment.
Поводом для исследования стали данные, полученные еще во время миссий «Аполлон». Анализ образцов лунного грунта, доставленных астронавтами, показал наличие воды, углекислого газа, азота и благородных газов. Их концентрация оказалась слишком высокой, чтобы объяснить ее только воздействием солнечного ветра, как предполагалось ранее.
Раньше ученые считали, что такие вещества могли попасть на Луну с Земли лишь в далеком прошлом, когда у планеты еще не было устойчивого магнитного поля. Однако новое исследование показывает, что магнитное поле Земли не только защищает планету, но и может способствовать утечке атмосферных частиц в космос.
Согласно расчетам, частицы земной атмосферы направляются вдоль силовых линий магнитного поля в магнитный хвост Земли — область, которая формируется под воздействием солнечного ветра. Там из-за турбулентности, нестабильной плазмы и процессов магнитного пересоединения частицы высвобождаются, а затем уносятся солнечным ветром. Когда Луна находится на ночной стороне Земли, значительная часть этих частиц оседает в лунном грунте.
Перенос атмосферного вещества эффективен только тогда, когда Луна находится внутри магнитного хвоста Земли.
Компьютерное моделирование показало, что при современных условиях — сильном магнитном поле Земли и относительно слабом солнечном ветре — на Луну может переноситься больше частиц, чем в древние эпохи, когда магнитное поле было слабее.
«Несолнечный вклад в состав лунного грунта лучше всего объясняется внедрением частиц на протяжении длительной истории геодинамо при современных условиях солнечного ветра, а не каким-либо кратким, предположительно немагнитным периодом раннего архея Земли», — рассказали ученые.
Земное магнитное поле существует около 3,7 млрд лет благодаря геодинамо — движению расплавленных металлов во внешнем ядре планеты. За это время лунный реголит мог накопить значительное количество частиц земного происхождения, став своего рода хранилищем информации о ранней атмосфере Земли.
Исследователи отметили, что понимание механизмов утечки атмосферы может помочь объяснить, как Марс утратил свою плотную атмосферу. При этом, как подчеркнул Параманик, материал из современной атмосферы Земли способен объяснить несолнечный вклад в содержание азота и благородных газов в лунном грунте, что согласуется с наблюдаемыми данными о составе лунного грунта. В перспективе залежи земных веществ на Луне могут быть использованы колонистами — для получения полезных веществ, например, кислорода и воды.
Ранее Наука Mail писала, что летные испытания российской космической системы «Ионозонд» с четырьмя спутниками «Ионосфера-М» успешно завершены.
