Ученые наконец-то узнали, что находится внутри Луны

Из чего сделана Луна?

В детстве многие из нас верили, что Луна сделана из сыра. Повзрослев, мы поняли, что это просто глупая шутка – как и все небесные тела в Солнечной системе, камень является более реалистичным ингредиентом. Однако из-за возможности наблюдать спутник невооруженным глазом прямо с Земли, людей, на протяжении всей истории человечества, интересовали темные и светлые пятна на ее поверхности.

Сегодня мы знаем, что лунная поверхность покрыта потухшими вулканами, ударными кратерами и потоками лавы, однако в прошлом ученые всерьез полагали, что темные участки Луны могут быть покрыты океанами и называли их mare, что в переводе с латыни означает «моря» (maria, когда их больше одного). Как оказалось, mare действительно представляют собой своеобразные океаны, только вместо воды они состоят из луж застывшей лавы. На поверхности Луны также имеется множество свидетельств присутствия астероидов, которые легко увидеть в телескоп.

Как и у Земли, у Луны есть кора, мантия и ядро. Скалистая поверхность нашего спутника, например, покрыта реголитом. Когда астероиды и метеориты сталкиваются с поверхностью, то разбивают ее на мелкие кусочки, на которых остаются отпечатки (например, знаменитый отпечаток ноги Нила Армстронга). Толщина лунной коры составляет от 60 до 100 километров, а глубина залегания реголита на поверхности может достигать от 3 до 20 метров.

Отметим также, что Луна – второй по плотности спутник в Солнечной системе и уступает лишь спутнику Юпитера Ио. Разделение внутренней части Луны на слои, вероятно, было вызвано кристаллизацией океана магмы вскоре после ее образования. Однако больше всего вопросов у ученых всегда вызывало лунное ядро – какое оно, твердое оно или жидкое? И как это узнать?

Лунное ядро

Необходимо отметить, что изучение недр таких спутников как Луна – задача непростая, особенно когда имеющиеся данные не отличаются особой детализацией. По этой причине изучение внутреннего состава объектов Солнечной системы наиболее эффективно осуществляется с помощью сейсмических данных – то, как акустические волны, генерируемые землетрясениями, проходят сквозь материал внутри планеты или Луны и отражаются от него, помогает составить подробную карту внутренней части небесного тела.

Чтобы узнать больше о внутреннем строении Луны ученые использовали сейсмические данные, собранные в ходе миссии «Аполлон», однако их разрешение было слишком низким, чтобы точно определить состояние внутреннего ядра. Так, известно, что внешнее ядро текучее, но что именно оно собой представляет все эти годы оставалось загадкой.

К счастью, все изменилось благодаря ученым из Французского национального центра научных исследований (CNRS) во главе с астрономом Артуром Брио, которые, наконец, расставили все точки над «i», совместив данные о космических полетах и экспериментах, степени деформации Луны в результате гравитационного взаимодействия с Землей, изменения расстояния до Земли и ее плотности.

Если говорить проще, то Брио и его команда выяснили, что лунная мантия перевернулась вверх дном когда Луна только-только сформировалась. Это означает, что то, было у нашего спутника сверху, оказалось внизу, а то, что было внизу – на поверхности. Выходит, внутреннее ядро Луны представляет собой твердый шар с плотностью, близкой к плотности железа.

Исследование лунных недр

В ходе работы Брио и его команда объединили имеющиеся сейсмические данные с информацией, полученной в ходе космических полетов и экспериментов с лунным лазерным дальномером и использовали их для моделирования ядра Луны. Результаты показали, что мантия Луны – слой над ядром – активно переворачивается. Это означает, что более плотный материал движется к центру, в то время как менее плотный поднимается к поверхности.

Ключевым выводом нового исследования является поразительное сходство между лунным и земным ядрами: подобно нашей планете, Луна, по-видимому, имеет внешний жидкий слой, окружающий твердое внутреннее ядро. Это интригующее сходство наводит исследователей на важные вопросы, касающиеся формирования и эволюции обоих небесных тел.

Открытие твердого внутреннего ядра на Луне имеет огромное значение для нашего понимания истории ее магнитного поля. Как правило, магнитные поля создаются движением и конвекцией расплавленного металла в ядре планеты, что приводит к возникновению электрических токов. Открытие также бросает вызов устоявшимся предположениям, фокусируясь на механизмах, лежащих в основе постепенного ослабления магнитного поля Луны с течением времени, а также на процессах ее внутреннего охлаждения.

Почему это важно?

Подводя итог, можно сказать, что открытие твердого внутреннего ядра Луны является ключевым моментом в понимании ее истории и ее связи с нашей планетой. Более того, подтверждая предыдущие открытия и раскрывая новые подробности о внутреннем строении Луны, Артур Брио и его команда помогают нам лучше понять, как такие небесные тела как Луна и Земля, проходят через схожие процессы формирования и эволюции.

Так, полученные данные позволят лучше подготовиться к будущим лунным экспедициям, а само исследование подчеркивает важность продолжения изучения тайн Луны, напоминая нам о том, что даже нашему ближайшему небесному соседу еще есть чему нас удивить. К тому же, будущие лунные миссии позволят собрать новые сейсмические данные, способные подтвердить выводы Брио и его команды.

Так, дальнейшие исследования могут помочь составить более четкую картину внутреннего строения Луны и ответить на оставшиеся вопросы о ее формировании. Таким образом, мир вступил в новую эру лунных исследований, которые имеют первостепенное значение как для практического применения, так и для научных знаний.

Напомним, что NASA планирует вернуть человека на Луну «ради научных открытий, экономических выгод и вдохновения для нового поколения исследователей» в ходе миссии Артемида, подробнее о которой мы рассказывали здесь, настоятельно рекомендуем к прочтению!