Частици от земната атмосфера са пренасяни в космоса от слънчевия вятър и са кацали на Луната в продължение на милиарди години, смесвайки се с лунната почва.

Това сочат резултатите от ново проучване, хвърлящо светлина върху загадка на повече от половин век, или откакто мисиите Аполо донесоха лунни проби със следи от вещества, като вода, въглероден диоксид, хелий и азот, вградени в реголита - праховия повърхностен слой на Луната.

Ранните проучвания теоретизираха, че слънцето е източникът на някои от тези вещества. Но през 2005 г. изследователи от Токийския университет предположиха, че те биха могли да произхождат и от атмосферата на младата Земя, преди тя да развие магнитно поле преди около 3.7 млрд. години.

Авторите подозираха, че магнитното поле, след като веднъж е налице, би спряло потока, като е уловило частиците и е направило трудно или невъзможно за тях да излязат в космоса, припомня CNN.

Сега новото изследване опровергава това, като предполага, че магнитното поле на Земята може да е помогнало, а не да е блокирало пренасянето на атмосферни частици към Луната - което продължава и до днес.

„Това означава, че Земята е доставяла летливи газове, като кислород и азот, към лунната почва през цялото това време“, казва Ерик Блекман, съавтор на новото изследване и професор в катедрата по физика и астрономия в Университета на Рочестър в Ню Йорк.

„Отдавна се смята, че Луната първоначално се е образувала от удар на астероид в прото-Земята, по време на който е имало много първоначално смесване на такива летливи вещества от Земята към Луната. Нашите резултати показват, че все още има споделяне на летливи вещества, дори в продължение на милиарди години.“

Наличието на полезни елементи, като кислород и водород, на повърхността на Луната може да бъде от интерес за изследването й.

„Лунните мисии и в крайна сметка - лунните колонии, които евентуално биха могли да възникнат някой ден, вероятно ще трябва да имат самоподдържащи се ресурси, които не е необходимо да се доставят от Земята“, казва Блекман.

„Например, хората са изследвали как биха могли да преработват вода от лунен реголит и да извличат водород и кислород, за да произвеждат гориво. Има и изследвания на гориво на амонячна основа, което би се възползвало от азота, пренасян на Луната от и в слънчевия вятър. Така този материал, пренасян от слънчевия вятър, попада в почвата и става част от местния ресурс, който подобни иновации биха могли да експлоатират.“

Ценен химически запис

За новото проучване изследователите са използвали компютърни симулации и са тествали два сценария. Единият е със силен слънчев вятър - високоскоростен поток от частици, идващи от слънцето - и без магнитно поле около Земята.

Другият е със по-слаб слънчев вятър и силно магнитно поле около Земята. Сценариите приблизително съответстват на древно и съвременно състояние на нашата планета.

Сценарият на съвременната Земя се оказва най-ефективен при пренасянето на фрагменти от земната атмосфера към Луната. След това изследователите са сравнили резултатите с данни, получени директно от анализ на лунната почва в предишни проучвания.

„Използвахме лунни проби, донесени на Земята от мисиите Аполо 14 и 17, за да валидираме резултатите си“, казва Шубхонкар Параманик, докторант в катедрата по физика и астрономия в Университета на Рочестър. Параманик е водещият автор на изследването, публикувано през декември в списание Nature Communications Earth & Environment.

„Имаме слънчев вятър, който навлиза в земната атмосфера, а след това земната атмосфера се изтича. Затова се опитахме да определим какво ще бъде съотношението на смесване на тази смес или да различим кои частици са от слънчев и кои от земен произход“.

Магнитното поле на Земята се генерира от електрически токове, произведени от движението на разтопено желязо и никел в течното външно ядро ​​на планетата. То се простира далеч в космоса, образувайки щит, който отклонява голяма част от слънчевия вятър, който иначе би ерозирал атмосферата.

Когато магнитното поле взаимодейства със слънчевия вятър, то създава магнитосфера - кометоподобна структура със сгъстен фронт и дълга опашка.

Когато частици от слънчевия вятър се насочват по линиите на магнитосферата близо до полюсите, получаваме полярни сияния, известни още като северно и южно сияние.

Формата на магнитосферата обяснява защо слънчевият вятър може да откъсне някои частици от земната атмосфера и да ги насочва в космоса.

Според Блекман, тя също така позволява по-голяма част от земната атмосфера да бъде пренесена до Луната, отколкото в немагнитизирания или древен модел на Земята.

„Магнитното поле не е чисто защитно по две причини: то оказва налягане, което донякъде надува атмосферата на Земята, давайки на слънчевия вятър малко по-голям достъп до нея. И когато Луната е във фазата на пълнолуние в орбитата си, тя преминава в област, наречена „магнитна опашка“, където магнитното поле отваря канал, който позволява на издухания атмосферен материал да поеме по-директен път към Луната.“

Луната преминава през магнитната опашка за няколко дни всеки месец и частиците кацат на лунната повърхност, където се вграждат в почвата, защото спътникът няма атмосфера, която да ги блокира.

Разбирането на историята на това взаимодействие между Луната и Земята е важно, защото предоставя ценен химически запис или информация за древната атмосфера на Земята, която би могла да се съдържа в лунната почва, твърди проучването.

Съставът на атмосферата, казва Блекман, е свързан с еволюцията на живота на различни етапи от историята на Земята.

Pixabay
Pixabay

Нова перспектива

Кентаро Терада, професор по изотопна космохимия и геохимия в японския университет в Осака, заяви, че е доволен, че наблюденията му са теоретично потвърдени.

Терада ръководи проучване от 2017 г., което показва как слънчевият вятър и магнитното поле на Земята са пренасяли кислород до Луната, но той не е участвал в новото изследване.

„Отдавна е признато, че Земята и Луната са еволюирали физически съвместно от образуването си“, казва той за CNN.

Откриването на лунни метеорити и наблюдението на потоци от частици от Земята, носени от слънчевия вятър, разкриват нова перспектива: „двете тела също са си влияли химически – вид обмен на материали“, обяснява ученияг, добавяйки, че статията е „изключително вълнуваща в своето всеобхватно обсъждане на историята на Земята“.

Луната крие улики за историята и еволюцията на Земята и това ново проучване подсилва тази идея, според Симеон Барбър, старши научен сътрудник в Отворения университет във Великобритания, който не е участвал в изследването.

Той добавя, че проучването е навременно и поради неотдавнашното придобиване на нови проби от млада лунна почва от китайската мисия Chang'e-5 през 2020 г., както и първите проби от обратната страна на Луната от Chang'e-6 през 2024 г., които предлагат възможност за по-нататъшно тестване на откритията.

Освен това, казва Барбър, работата ще даде яснота за интерпретацията на резултатите от предстоящи лунни роботизирани спускаеми апарати, способни директно да измерват летливите елементи в лунния реголит.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !