惑星、月、星の研究に関して言えば、磁場は大きな問題です。惑星内の対流の結果であると考えられているこれらのフィールドは、惑星が生命を生み出すか、生命のない岩の玉になるかの違いになる可能性があります。しばらくの間、科学者たちは地球の磁場を持っていることを知っていました。これは、液体の外側のコアの対流によって生成されるダイナモ効果によって駆動されます。
科学者たちはまた、月にはかつて磁場があり、その中心の対流によっても駆動されていたと長い間考えてきました。以前は、この領域は月が形成されてからおよそ10億年後(約30〜35億年前)に消えると考えられていました。しかし、マサチューセッツ工科大学(MIT)の新しい研究によると、月の磁場はさらに10億年間存在し続けたようです。
「月のダイナモのための20億年の歴史」と題されたこの研究は最近ジャーナルに掲載されました 科学の進歩。チームは、ラトガー大学の助教授でMITの元研究者であるソニアティコオ博士が主導し、NASAが収集した古代の月の岩石を分析しました アポロ15号 ミッション。彼らが発見したのは、岩が10億から25億年前に形成されたときに、岩が磁場の中に存在する兆候を示したことです。
この岩石のサンプルの古さは、アポロ計画によって返された他の岩石よりもかなり若いことを意味します。彼らが開発した技術を使用して、チームはサンプルのガラス組成をマグノメーターで調べて、その磁気特性を決定しました。次に、実験室で生成された磁場や、岩が形成されたときに月に存在していたのと同様のその他の条件にサンプルをさらしました。
これは、クレメント・スアヴェットとティモシー・グローブの助けを借りて作られた特別に設計された酸素を奪われたオーブンに岩を置くことによって行われました-MITの地球大気惑星科学省(EAPS)の2人の研究者と共同執筆者研究。その後、チームは岩石を希薄な無酸素環境にさらし、岩石を極端な温度に加熱しました。
ベンジャミンワイス(EAPSの惑星科学の教授)が説明したように、
「既知の磁場で加熱されることによって磁化がどのように発生するかを確認し、その磁場を事前に測定した自然磁場と比較して、そこから古代の磁場強度が何であるかを理解できます…このようにして、ようやく月のフィールドの正確な測定を得ています。」
このことから、彼らは月の岩が約5マイクロテスラの磁場で磁化されることを決定しました。これは、地表から測定したときに地球の磁場よりも何倍も弱い(25〜65マイクロテスラ)。30億から40億年前のそれよりも2桁弱い。これらの発見は、月に関する永続的な謎の解決に役立つ可能性があるため、非常に重要でした。
以前は、科学者たちは月の磁場が月が形成されてから15億年後(約30億年前)に消滅したと考えていました。しかし、このプロセスが急速に起こったのか、あるいは月の磁場は持続したが弱まった状態なのか、彼らは確信が持てなかった。この研究の結果は、磁場が実際にさらに10億年もの間持続し、約25億年前に消散したことを示しています。
ワイスが示したように、この研究は月の地質史についての新しい疑問を提起します:
「液体金属の移動によって生成される惑星磁場の概念は、ほんの数十年前のアイデアです。地球やその他の天体、特に月面でのこの動きを促進するものは、よく理解されていません。月のダイナモの寿命を知ることでこれを理解できます。」
言い換えれば、月のこの新しいタイムラインは、月のダイナモだけが過去にその磁場に動力を与えたものであるという理論に疑問を投げかけています。基本的に、今月の磁場は2つのメカニズムによって供給されたという明確な可能性として見られています。 1つは、月の形成から10億年もの間、磁場に動力を供給するコアのダイナモを許可しましたが、2つ目はその後も継続しました。
科学者たちはこれまで、月のダイナモが地球の引力によって駆動され、月の内部で潮汐の屈曲を引き起こしたと提案してきました(木星と土星の強力な重力が月の内部で地質活動を推進するのと同じ方法で)。さらに、かつて月は地球に非常に接近して軌道を回っていましたが、これはかつては強い磁場に電力を供給するのに十分だったかもしれません。
しかし、月は徐々に地球から遠ざかり、最終的には約30億年前に現在の軌道に到達しました。これは、ほぼ同時に散逸し始めた月の磁場のタイムラインと一致しています。これは、約30億年前までに、地球の引力がなければ、コアはゆっくりと冷却されたことを意味します。 10億年後、コアは月の磁場を停止するまで固化しました。ワイスが説明したように:
「月が冷えると、その中心部は溶岩ランプのように機能します。暑いため、または周囲の流体と組成が異なるため、低密度のものは上昇します。それが地球のダイナモが機能していると私たちが考える方法であり、それが後の月のダイナモが同様に行っていたことを私たちが示唆していることです...今日の月のフィールドは本質的にゼロです。そして、この岩の形成と今日の間のどこかでそれがオフになったことを私たちは今知っています。」
これらの発見は、部分的には若い月の岩が利用可能になったおかげで可能になりました。将来的には、研究者たちはさらに若いサンプルを分析して、月のダイナモが完全に消滅した場所を正確に特定することを計画しています。これは、この調査の結果を検証するのに役立つだけでなく、月の地質史のより包括的なタイムラインにつながる可能性もあります。
月がどのように形成され、時間とともに変化するかを理解しようとするこれらの研究や他の研究の結果は、地球、太陽系、太陽系外の系がどのようになってきたかについての理解を深めるのに大いに役立ちます。