Существует несколько теорий о том, как сформировались Земля и ее Луна. Наиболее распространенный сценарий формирования системы Земля-Луна предполагает драматическое столкновение протоземли с каким-либо другим космическим телом. Ученые проанализировали динамику и электропроводящие свойства жидкостей и пришли к выводу, что Земля должна была намагнититься либо непосредственно перед ударом, либо в результате него.
Они утверждают, что это может помочь сузить круг теорий образования Земли и Луны, а также сообщить будущим исследованиям, что же произошло на самом деле. Их работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Многие особенности современной системы Земля-Луна накладывают ограничения на исследование характера этого столкновения. Любая модель истории Земли должна учитывать физические, геохимические, петрологические и динамические данные. При этом отлично сосуществует несколько радикально отличающихся моделей, которые в принципе могут объяснить все данные.
Ученые из Университета Лидса и Чикагского университета решили внести ограничение, чтобы отсечь часть моделей и теорий. Таким ограничением может стать факт, что Земля сильно намагничена.
«Мы хотим указать, что наше теоретическое понимание магнитного поля Земли сегодня действительно может рассказать нам кое-что о самом формировании системы Земля-Луна. На первый взгляд это кажется несколько удивительным, и предыдущие теории не признавали эту потенциально важную связь», – сказал профессор Дэвид Хьюз (David Hughes), математик из Школы математики Университета Лидса.
Эта новая оценка основана на устойчивости магнитного поля Земли, которое поддерживается вращающейся и электропроводящей жидкой субстанцией во внешнем ядре, известной как геодинамо.
Особым свойством земного динамо является то, что оно может поддерживать сильное магнитное поле, но не усиливать слабое. Поэтому ученые пришли к выводу, что если поле Земли отключится или даже упадет до очень небольшого уровня, оно не сможет снова включиться.
«Именно эта замечательная особенность позволяет нам делать выводы об истории ранней Земли, в том числе, возможно, о том, как образовалась Луна», — заявил профессор Фаусто Каттанео (Fausto Cattaneo), астрофизик из Чикагского университета.
Профессор также Хьюз добавил: «И если это правда, то вы должны подумать, откуда в первую очередь взялось магнитное поле Земли? Наша гипотеза состоит в том, что оно пришло в это своеобразное состояние еще в самом начале, до удара, либо в результате непосредственного удара. В любом случае, любая реалистичная модель формирования системы Земля-Луна должна включать эволюцию магнитного поля».
Источник: Fausto Cattaneo et al, How was the Earth-Moon system formed? New insights from the geodynamo, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2120682119