На протяжении миллиардов лет Луна незаметно поглощает частицы земной атмосферы – процесс, недавно подтвержденный новыми исследованиями. Это не катастрофическое событие, а непрерывный, низкоинтенсивный «каннибализм», обусловленный солнечным ветром и собственным магнитным полем Земли. Это открытие ставит под сомнение прежние представления о том, как вещества оказались на лунной поверхности, и имеет важное значение для будущих лунных миссий.
Загадка лунных летучих соединений
С момента миссий «Аполлон» в 1970-х годах ученых озадачивали следы летучих соединений (таких как вода, углекислый газ, гелий, аргон и азот), обнаруженные в лунном грунте (реголите). Первоначально предполагалось, что эти материалы были перенесены в период до формирования магнитного поля Земли. Преобладающая теория гласила, что без этого защитного щита солнечный ветер мог свободно отрывать ионосферные частицы и осаждать их на Луне.
Магнитное поле Земли: неожиданная магистраль
Однако недавние исследования опровергли эту идею. Ученые объединили данные, полученные из образцов «Аполлона», с компьютерными моделями магнитосферы Земли и обнаружили, что передача атмосферных ионов максимальна когда Луна проходит через магнитный хвост Земли – удлиненную часть магнитного поля, которая всегда направлена от Солнца. Это происходит ежемесячно, когда Земля находится между Луной и Солнцем, примерно в фазе полнолуния.
Вместо того чтобы блокировать потерю атмосферы, магнитные линии Земли действуют как пути, направляя заряженные частицы к Луне, где они внедряются в реголит. Это означает, что передача, вероятно, продолжается с момента формирования магнитосферы около 3,7 миллиарда лет назад и продолжается по сей день.
Капсула времени в лунном грунте
Это меняет наше понимание лунных образцов. Ранее ученые предполагали, что реголит содержит только следы ранней атмосферы Земли. Теперь оказывается, что эти образцы функционируют как историческая запись эволюции атмосферы нашей планеты и изменений магнитного поля.
«Объединяя данные о частицах, сохранившихся в лунном грунте, с вычислительным моделированием взаимодействия солнечного ветра с атмосферой Земли, мы можем проследить историю атмосферы Земли и ее магнитного поля».
– Эрик Блэкман, Университет Рочестера
Грядущие миссии, такие как программа NASA «Артемида» и китайские лунные проекты, соберут новые образцы реголита, предоставив ценные данные для заполнения пробелов в геологической временной шкале Земли.
Космический контекст: потеря атмосферы – обычное явление
Земля не уникальна в потере атмосферных частиц. Меркурий демонстрирует длинный, похожий на комету хвост из пыли, сдуваемой с его поверхности, а сама Луна выбрасывает шлейф абляционных ионов натрия, который Земля периодически пересекает. Изучение того, как Земля теряет свою атмосферу на Луне, может дать представление о подобных процессах в других частях Солнечной системы.
В заключение, поглощение атмосферы Земли Луной – это долгосрочный, непрерывный процесс, опосредованный магнитным полем Земли. Лунный реголит представляет собой уникальный архив атмосферной и магнитной истории нашей планеты, что делает будущие лунные миссии решающими для раскрытия деталей эволюции Земли.
