수십 년 동안 과학자들은 지구-문 시스템이 대략 45 억 년 전에 지구와 화성 크기의 물체 사이의 충돌의 결과로 형성되었다고 주장했다. 거대 충격 가설로 알려진이 이론은 왜 지구와 달이 구조와 구성이 비슷한지를 설명합니다. 흥미롭게도 과학자들은 초기 역사에서 달이 지구와 마찬가지로 자기권을 가지고 있다고 결정했습니다.
그러나 MIT 연구원들이 이끄는 새로운 연구 (NASA가 제공 한 지원)는 한때 달의 자기장이 실제로 지구보다 더 강한 것으로 나타났습니다. 그들은 또한이 분야가 약 10 억년 전에 일어 났을 것이라고 주장하면서이 분야가 사라질 때 더 엄격한 제약을 가할 수있었습니다. 이 발견은 시간이 지남에 따라 달의 자기장을 강화한 메커니즘의 신비를 해결하는 데 도움이되었습니다.
최근 저널에 실린 연구 과학 발전, MIT 지구, 대기 및 행성 과학 실험 암 물리학 자 Saied Mighani가 이끈 UC 버클리 버클리 지오 콜로 지 센터와 중국 지질 과학 대학원에 합류했으며 유명한 EAPS 교수 인 벤자민 와이스 박사가 추가 지원을했다.
요약하자면, 지구 자기장은 우리가 알고있는 삶에 필수적입니다. 들어오는 태양풍 입자가 지구에 도달하면이 필드에 의해 편향되어 지구 앞쪽에 활 충격을 가하고 그 뒤에 자기 꼬리를 형성합니다. 남은 입자는 대기와 상호 작용하는 자극에 증착되어 극북과 남반구에서 오로라가 발생합니다.
이 자기장이 아니었다면, 지구의 대기는 수십억 년 동안 태양풍에 의해 서서히 사라져 차갑고 건조한 장소가되었을 것입니다. 이것은 한 번 더 두꺼운 대기권이 4.2 년에서 37 억 년 전에 고갈되어 표면의 모든 액체 물이 손실되거나 얼어 붙은 화성에서 일어난 것으로 생각됩니다.
지난 몇 년 동안 바이스 그룹은 약 40 억 년 전 달의 암석 연구를 통해 달의 강도가 약 100 마이크로 테슬라 (현재 지구의 약 50 마이크로 테슬라) 인 자기장을 가지고 있음을 보여주었습니다. 2017 년에 그들은 약 25 억 년 전의 아폴로 우주 비행사들이 수집 한 샘플을 연구했으며 훨씬 약한 장 (10 마이크로 테슬라 이하)을 발견했습니다.
다시 말해, 달의 자기장은 40 억 년 전과 25 억 년 사이에 5 배로 약해진 다음 약 10 억 년 전에 완전히 사라졌습니다. 당시 바이스와 그의 동료들은 달의 내부에이 변화를 책임지는 두 개의 발전기 메커니즘이있을 것이라고 이론화했다.
요컨대, 그들은 최초의 다이너 모 효과가 약 40 억년 전에 훨씬 더 강한 자기장을 생성했을 수 있다고 주장했다. 그런 다음 25 억 년 전에 더 오래 지속되었지만 훨씬 약한 자기장을 유지하는 두 번째 발전기로 대체되었습니다. Weiss 박사가 MIT 뉴스 릴리스에서 설명했듯이 :
“달력에 동력을 제공하는 메커니즘에 대한 몇 가지 아이디어가 있으며, 문제는 어떤 메커니즘을 사용했는지 알아내는 것입니다. 이 모든 전원의 수명은 서로 다릅니다. 따라서 다이너 모가 언제 꺼 졌는지 알아낼 수 있다면 달의 다이너 모에 제안 된 메커니즘을 구별 할 수 있습니다. 이것이이 새로운 논문의 목적이었습니다.”
지금까지 30 억년이 채되지 않은 달의 암석을 얻는 것은 큰 도전이었습니다. 그 이유는 40 억 년 전에 달에서 흔히 볼 수 있었던 화산 활동이 약 30 억 년 전에 중단되었다는 사실과 관련이 있습니다. 운 좋게도 MIT 팀은 10 억년 전에 영향을 받아 만들어진 아폴로 우주 비행사들이 얻은 두 개의 음력 암 샘플을 식별 할 수있었습니다.
이 암석은 충격에 의해 녹아서 다시 응고되어 프로세스에서 자기 기록을 지우는 동안 팀은 자기 서명을 재구성하기 위해 암석에 대한 테스트를 수행 할 수있었습니다. 첫째, 그들은 암석 전자의 방향을 분석했는데, Weiss는 기존 자기장의 방향으로 정렬되거나 하나가 없을 때 임의의 방향으로 나타날 것이기 때문에 "작은 나침반"이라고 묘사합니다.
두 샘플에서 연구팀은 후자를 관찰했는데, 이는 암석이 0.1 마이크로 테슬라 이하의 극도로 약한 자기장에서 형성되었음을 암시한다. 이 연구에는 Weiss와 David L. Shuster (Berkeley Geochronology Center 연구원이자 공동 저자)가이 연구에 적용한 방사성 연대 측정 기법이 뒤따 랐습니다. 이 결과는 암석이 실제로 10 억년 전임을 확인했습니다.
마지막으로, 팀은 충격에 대해 좋은 자기 기록을 제공 할 수 있는지 확인하기 위해 샘플에 대한 열 테스트를 수행했습니다. 이것은 두 샘플을 모두 오븐에 넣고 충격에 의해 생성 된 고온에 노출시키는 것으로 구성되었습니다. 그들은 냉각되면서 실험실에서 인공적으로 생성 된 자기장에 노출시켜 기록 할 수 있음을 확인했습니다.
이 결과는 팀이 처음 측정 한 자기 강도 (0.1 마이크로 테슬라)가 정확하고 10 억년 전에 달의 자기장을 강화하는 다이나모가 끝났을 가능성이 있음을 확인합니다. 와이즈가 표현한대로 :
“자기장은 보이지 않는 힘장과 같이 공간에 퍼져있는이 끔찍한 것입니다. 우리는 달의 자기장을 생성 한 다이나모가 15 억에서 10 억년 전에 죽었고 지구와 같은 방식으로 힘을 얻은 것으로 나타났습니다.”
언급 한 바와 같이,이 연구는 또한 후기 단계에서 음력을 구동시킨 원인을 둘러싼 논쟁을 해결하는 데 도움이됩니다. 여러 이론이 제안되었지만 이러한 새로운 발견은 핵심 결정화가 책임이 있다는 이론과 일치합니다. 기본적으로이 이론은 달의 내부 코어가 시간이 지남에 따라 결정화되어 전기로 충전 된 유체의 흐름을 늦추고 발전기를 체포한다고 말합니다.
와이즈는 이전에 세차 운동이 강한 자기장을 생성했을 훨씬 더 강한 (그러나 수명이 짧은) 다이너 모에 전력을 공급했을 것이라고 제안했다. 이것은 40 억 년 전에 달이 지구와 훨씬 더 가까이 궤도를 돌고있는 것으로 생각된다는 사실과 일치합니다. 이로 인해 지구의 중력이 달에 훨씬 더 큰 영향을 미쳐 맨틀이 흔들리고 핵심 활동이 활발해졌습니다.
달이 천천히 지구에서 멀어지면서 세차 운동의 효과는 줄어들었고 자기장 생성 발전기는 약 해졌다. 약 25 억 년 전, 결정화는 음력 다이나모가 계속해서 지배적 인 메커니즘이되어 약 10 억년 전에 외핵이 최종적으로 결정화 될 때까지 약한 자기장을 생성했습니다.
이와 같은 연구는 또한 금성과 화성 같은 행성이 왜 자기장을 잃어 버렸는지 (대변 기후 변화에 기여하는) 미지의 문제와 지구가 언젠가 자신을 잃을 수있는 방법을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 거주성에 대한 중요성을 고려할 때, 발전기 및 자기장에 대한 더 큰 이해는 거주 가능한 외계 행성을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.
