Principale AstronomiaDinamo al cuore della luna che una volta alimentava il campo magnetico uguale a quello della Terra

Dinamo al cuore della luna che una volta alimentava il campo magnetico uguale a quello della Terra

Astronomia : Dinamo al cuore della luna che una volta alimentava il campo magnetico uguale a quello della Terra

Quando gli astronauti dell'Apollo tornarono sulla Terra, arrivarono con 380, 96 chilogrammi (839, 87 libbre) di rocce lunari. Dallo studio di questi campioni, gli scienziati hanno imparato molto sulla composizione della Luna, nonché sulla sua storia di formazione ed evoluzione. Ad esempio, il fatto che alcune di queste rocce siano state magnetizzate ha rivelato che circa 3 miliardi di anni fa, la Luna aveva un campo magnetico.

Proprio come la Terra, questo campo sarebbe stato il risultato di un effetto dinamo nel nucleo della Luna. Ma fino a poco tempo fa, gli scienziati non sono stati in grado di spiegare come la Luna potesse mantenere un tale effetto dinamo per così tanto tempo. Ma grazie a un nuovo studio condotto da un team di scienziati della divisione Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) presso il Johnson Space Center della NASA, potremmo finalmente avere una risposta.

Ricapitolando, il nucleo magnetico terrestre è parte integrante di ciò che rende il nostro pianeta abitabile. Ritenuto il risultato di un nucleo esterno liquido che ruota nella direzione opposta rispetto al pianeta, questo campo protegge la superficie da gran parte della radiazione solare. Assicura inoltre che la nostra atmosfera non venga lentamente eliminata dal vento solare, che è quello che è successo con Marte.

Le rocce lunari restituite dagli astronauti dell'Apollo 11. Credito: NASA

Per motivi di studio, che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Earth and Planetary Science Letters, il team ARES ha cercato di determinare in che modo un nucleo fuso e agitato potrebbe generare un campo magnetico sulla Luna. Mentre gli scienziati hanno capito come il nucleo della Luna avrebbe potuto alimentare un tale campo in passato, non sono stati chiari su come avrebbe potuto mantenerlo per così tanto tempo.

A tal fine, il team ARES ha preso in considerazione molteplici linee di prove geochimiche e geofisiche per porre dei limiti alla composizione del nucleo. Come ha spiegato Kevin Righter, responsabile del laboratorio di petrologia sperimentale ad alta pressione della JSC e autore principale dello studio, in un comunicato stampa della NASA:

“Il nostro lavoro unisce vincoli fisici e chimici e ci aiuta a capire come la luna ha acquisito e mantenuto il suo campo magnetico - un problema difficile da affrontare per qualsiasi corpo del sistema solare interno. Abbiamo creato diverse composizioni di nucleo sintetico basate sugli ultimi dati geochimici della luna e le abbiamo equilibrate alle pressioni e alle temperature dell'interno lunare.

In particolare, gli scienziati ARES hanno condotto simulazioni su come il nucleo si sarebbe evoluto nel tempo, sulla base di livelli variabili di nichel, zolfo e contenuto di carbonio. Ciò consisteva nel preparare polveri o ferro, nichel, zolfo e carbonio e mescolarli nelle giuste proporzioni sulla base delle recenti analisi dei campioni di roccia Apollo.

Illustrazione di concetto dell'artista della struttura interna della luna. Credito: NOAJ

Una volta che queste miscele furono preparate, le sottoposero a condizioni di calore e pressione coerenti con ciò che esiste nel nucleo della Luna. Hanno anche variato queste temperature e pressioni in base alla possibilità che la Luna subisse variazioni di temperatura durante la sua storia iniziale e successiva - cioè più calda durante la sua storia antica e più fresca in seguito.

Ciò che hanno scoperto è che un nucleo lunare composto da ferro / nichel che aveva una piccola quantità di zolfo e carbonio, in particolare 0, 5% di zolfo e 0, 375% di carbonio in peso, si adattava al conto. Un tale nucleo avrebbe un alto punto di fusione e probabilmente avrebbe iniziato a cristallizzarsi all'inizio della storia della Luna, fornendo così il calore necessario per guidare la dinamo e alimentare un campo magnetico lunare.

Questo campo alla fine si sarebbe estinto dopo che il flusso di calore avesse portato il nucleo a raffreddarsi, arrestando così l'effetto della dinamo. Questi risultati non solo forniscono una spiegazione per tutti i dati paleomagnetici e sismici che abbiamo attualmente sulla Luna, ma sono anche coerenti con tutto ciò che sappiamo sulla composizione geochimica e geofisica della Luna.

Prima di questo, i modelli principali tendevano a posizionare il contenuto di zolfo della Luna molto più in alto. Ciò significherebbe che aveva un punto di fusione molto più basso e avrebbe significato che la cristallizzazione non avrebbe potuto avvenire fino a molto più recentemente nella sua storia. Sono state proposte altre teorie, che vanno dalle forze pure agli impatti fornendo il calore necessario per alimentare una dinamo.

Cutaway of the Moon, che mostra il suo interno differenziato. Credito: NASA / SSERVI

Tuttavia, lo studio del team ARES fornisce una spiegazione molto più semplice, che si adatta a tutto ciò che sappiamo della Luna. Naturalmente, saranno necessari ulteriori studi prima che ci sia certezza sulla questione. Senza dubbio, ciò richiederà innanzitutto che gli esseri umani stabiliscano un avamposto permanente sulla Luna per condurre ricerche.

Ma sembra che per il momento, uno dei misteri più profondi del sistema Terra-Luna potrebbe finalmente essere risolto.

Ulteriori letture: NASA, Earth and Planetary Science Letters

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