Sci - nature wiki

تفسير جديد للغموض المغناطيسي للقمر الذي يرجع إلى نصف قرن – ScienceDaily

0

عادت الصخور إلى الأرض خلال برنامج أبولو التابع لوكالة ناسا من عام 1968 إلى عام 1972 ، وقدمت كميات كبيرة من المعلومات حول تاريخ القمر ، لكنها كانت أيضًا مصدرًا لغموض دائم. كشف تحليل الصخور أن بعضها بدا وكأنه قد تشكل في وجود مجال مغناطيسي قوي – وهو مجال ينافس الأرض من حيث القوة. لكن لم يكن واضحًا كيف يمكن لجسم بحجم القمر أن يولد مجالًا مغناطيسيًا بهذه القوة.

الآن ، يقترح البحث الذي يقوده عالم الجيولوجيا بجامعة براون تفسيرًا جديدًا للغموض المغناطيسي للقمر. الدراسة المنشورة في طبيعة الفلك يوضح أن التكوينات الصخرية العملاقة التي تغرق في عباءة القمر يمكن أن تنتج نوعًا من الحمل الحراري الداخلي يولد مجالات مغناطيسية قوية. يقول الباحثون إن هذه العمليات قد تكون قد أنتجت مجالات مغناطيسية قوية بشكل متقطع خلال المليار سنة الأولى من تاريخ القمر.

قال ألكسندر إيفانز ، الأستاذ المساعد في الأرض ، “كل ما فكرنا به حول كيفية توليد المجالات المغناطيسية بواسطة نوى الكواكب يخبرنا أن جسمًا بحجم القمر لا ينبغي أن يكون قادرًا على توليد مجال قوي مثل مجال الأرض”. علوم البيئة والكواكب في جامعة براون ومؤلف مشارك للدراسة مع سونيا تيكو من جامعة ستانفورد. “ولكن بدلاً من التفكير في كيفية تشغيل مجال مغناطيسي قوي بشكل مستمر على مدى مليارات السنين ، ربما تكون هناك طريقة للحصول على مجال عالي الكثافة بشكل متقطع. يوضح نموذجنا كيف يمكن أن يحدث ذلك ، وهو متوافق مع ما نعرفه عن القمر الداخلية. “

تنتج أجسام الكواكب مجالات مغناطيسية من خلال ما يعرف بالدينامو الأساسي. يؤدي التبديد البطيء للحرارة إلى انتقال المعادن المنصهرة في قلب الكوكب. إن التموج المستمر للمواد الموصلة للكهرباء هو ما ينتج مجالًا مغناطيسيًا. هذه هي الطريقة التي يتشكل بها المجال المغناطيسي للأرض – الذي يحمي السطح من أشعة الشمس الأكثر خطورة.

يفتقر القمر إلى مجال مغناطيسي اليوم ، وتشير نماذج من قلبه إلى أنه ربما كان صغيرًا جدًا ويفتقر إلى قوة الحمل الحراري لإنتاج مجال مغناطيسي قوي باستمرار. من أجل أن يكون للنواة زخم حمل قوي ، فإنها تحتاج إلى تبديد الكثير من الحرارة. يقول إيفانز إنه في حالة القمر المبكر ، لم يكن الوشاح المحيط بالنواة أبرد بكثير من اللب نفسه. نظرًا لأن حرارة اللب لم يكن لديها أي مكان تذهب إليه ، لم يكن هناك الكثير من الحمل الحراري في اللب. لكن هذه الدراسة الجديدة توضح كيف يمكن أن توفر الصخور الغارقة تعزيزات متقطعة للحمل الحراري.

تبدأ قصة هذه الحجارة الغارقة بعد بضعة ملايين من السنين من تشكل القمر. في وقت مبكر جدًا من تاريخه ، يُعتقد أن القمر مغطى بمحيط من الصخور المنصهرة. عندما بدأ محيط الصهارة الشاسع يبرد ويتصلب ، غرقت معادن مثل الزبرجد الزيتوني والبيروكسين الأكثر كثافة من الصهارة السائلة إلى القاع ، بينما طفت المعادن الأقل كثافة مثل أنورثوسيت لتشكيل القشرة. كانت الصهارة السائلة المتبقية غنية بالتيتانيوم وكذلك العناصر المنتجة للحرارة مثل الثوريوم واليورانيوم والبوتاسيوم ، لذلك استغرق الأمر وقتًا أطول لتصلب. عندما تبلورت طبقة التيتانيوم أخيرًا تحت القشرة ، كانت أكثر كثافة من المعادن التي تجمدت سابقًا تحتها. بمرور الوقت ، غرقت تكوينات التيتانيوم عبر صخور الوشاح الأقل كثافة تحتها ، وهي عملية تُعرف باسم انقلاب الجاذبية.

في هذه الدراسة الجديدة ، وضع إيفانز وتيكو نموذجًا لديناميكيات كيفية غرق تكوينات التيتانيوم ، بالإضافة إلى التأثير المحتمل عند وصولها في النهاية إلى نواة القمر. أظهر التحليل ، الذي استند إلى التكوين الحالي للقمر ولزوجة الوشاح المقدرة ، أن التكوينات من المحتمل أن تتكسر إلى نقاط صغيرة يصل قطرها إلى 60 كيلومترًا ، وتغرق بشكل متقطع على مدار حوالي مليار سنة.

ووجد الباحثون أنه عندما تصل كل من هذه النقط إلى القاع في النهاية ، فإنها ستعطي هزة كبيرة للدينامو الأساسي للقمر. بعد أن جاثمت تحت قشرة القمر مباشرة ، كانت تكوينات التيتانيوم باردة نسبيًا في درجة الحرارة – أبرد بكثير من درجة حرارة اللب المقدرة في مكان ما بين 2600 و 3800 درجة فهرنهايت. عندما تلامس النقط الباردة مع اللب الساخن بعد غرقها ، كان من الممكن أن يؤدي عدم تطابق درجة الحرارة إلى زيادة الحمل الحراري الأساسي – وهو ما يكفي لدفع مجال مغناطيسي على سطح القمر بقوة أو أقوى من المجال الأرضي.

قال إيفانز: “يمكنك التفكير في الأمر قليلاً مثل قطرة ماء تضرب مقلاة ساخنة”. “لديك شيء بارد حقًا يلامس القلب ، وفجأة يمكن أن تتدفق الكثير من الحرارة. يؤدي ذلك إلى زيادة التموج في القلب ، مما يمنحك هذه الحقول المغناطيسية القوية بشكل متقطع.”

يقول الباحثون إنه كان من الممكن أن يكون هناك ما يصل إلى 100 من هذه الأحداث المتدفقة على سطح القمر خلال المليار سنة الأولى من وجود القمر ، وكان من الممكن أن ينتج كل واحد مجالًا مغناطيسيًا قويًا يستمر لمدة قرن أو نحو ذلك.

يقول إيفانز إن النموذج المغناطيسي المتقطع لا يفسر فقط قوة التوقيع المغناطيسي الموجود في عينات صخور أبولو ، ولكن أيضًا لحقيقة أن التوقيعات المغناطيسية تختلف بشكل كبير في مجموعة أبولو – مع وجود بعض التوقيعات المغناطيسية القوية بينما البعض الآخر لا. .

قال إيفانز: “هذا النموذج قادر على شرح كل من الكثافة والتنوع الذي نراه في عينات أبولو – وهو أمر لم يستطع أي نموذج آخر القيام به”. “كما أنه يمنحنا بعض القيود الزمنية على تعثر مادة التيتانيوم هذه ، مما يعطينا صورة أفضل عن التطور المبكر للقمر.”

يقول إيفانز إن الفكرة قابلة للاختبار أيضًا. إنه يعني أنه كان يجب أن تكون هناك خلفية مغناطيسية ضعيفة على القمر تتخللها هذه الأحداث عالية القوة. يجب أن يكون ذلك واضحًا في مجموعة Apollo. يقول إيفانز إنه في حين أن التواقيع المغناطيسية القوية في عينات أبولو كانت تبدو وكأنها إبهام مؤلم ، لم يبحث أحد قط عن التوقيعات الأضعف.

إن وجود تلك الإشارات الضعيفة جنبًا إلى جنب مع الإشارات القوية سيعطي هذه الفكرة الجديدة دفعة كبيرة ، والتي يمكن أن تضع في النهاية لغز القمر المغناطيسي للراحة.

Leave A Reply

Your email address will not be published.