Согласно новому исследованию, древнейшие свидетельства существования древней атмосферы Земли могут скрываться в породах с Луны. Такой вывод сделан на основе нового анализа лунных пород, которые астронавты миссии «Аполлон» привезли на Землю 50 лет назад.
В то время ученые обнаружили следы магнетизма, запертые в породах — признак того, что у Луны когда-то было магнитное поле, очень похожее на земное. Это было озадачивающе, поскольку магнитные поля приводятся в движение ядром планеты или луны, а ядро луны крошечное, рассказал соавтор исследования Джон Тардуно, профессор наук о Земле и окружающей среде в Университете Рочестера.
Однако новое исследование показывает, что у Луны нет магнитного поля уже как минимум 4,36 миллиарда лет.
Их новое исследование, опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, показывает, что Луна могла быть защищена только магнитным полем в течение первых 140 миллионов лет своего существования. Это волнующе, сказал Тардуно Live Science, потому что это означает, что Луна может хранить запись самого раннего существования Земли, которая давно стерта с нашей планеты. Без магнитного поля, которое ее защищало, Луна могла бы подхватить ионы из атмосферы Земли 4,36 миллиарда лет назад.
«Одной из загадок Земли и ее эволюции является то, каков был самый ранний состав атмосферы Земли?» — сказал Тардуно. «У нас нет возможности реально провести измерения этого на Земле».
На Земле осталось очень мало пород старше 3,5 миллиардов лет, а те, что остались, были сильно изменены постоянно вращающимися тектоническими плитами Земли. Луна, напротив, геологически спокойна, сказал Тардуно, и есть слои лунного грунта — называемые реголитом — которые могли оставаться нетронутыми в течение миллиардов лет.
«Если бы мы могли найти место на Луне, где был зафиксирован этот действительно древний реголит, мы могли бы с помощью прямых измерений сделать вывод о том, какой была атмосфера ранней Земли», — сказал Тардуно.
Магнитные поля генерируются движением магнитных материалов в ядре планеты или луны, и они защищают поверхность этого планетарного тела от солнечного ветра, который представляет собой поток заряженных частиц от солнца . Некоторые железосодержащие породы могут регистрировать состояние магнитного поля в то время, когда они охлаждались и затвердевали, поскольку магнитные минералы в породах выстраиваются в соответствии с магнитным полем и фиксируются в этой ориентации.
В 2021 году Тардуно и его команда обнаружили, что у Луны не было магнитного поля 3,9 миллиарда лет назад. Хотя в целом скалы показывают некоторую намагниченность, это может быть вызвано ударами метеоритов, сказал Тардуно. Отдельные кристаллы в скале, лучшая запись геомагнитных полей, не имели определенной магнитной ориентации, показали Тардуно и его команда.
В новом исследовании Тардуно рассмотрел более старые лунные образцы и отодвинул дату возможного магнетизма на Луне на 400 миллионов лет. Это волнующе, сказал Тардуно, потому что этот временной интервал представляет собой самый первый эон Земли, Гадей. На Земле не осталось никаких пород из Гадея, а ранняя атмосфера планеты остается загадкой.
Солнце, тогда еще молодая звезда, было менее ярким, что поднимало вопросы о том, почему ранняя Земля не была инертным ледяным шаром. Парниковые газы, необходимые для нагрева планеты, чтобы она оттаяла под этим тусклым солнцем, создали бы дымку, не похожую на ту, что мы видим на спутнике Сатурна Титане сегодня. Эта дымка отражала бы солнечный свет, еще больше затрудняя получение теплой планеты, на которой могла бы процветать жизнь.
«Это очень интересно с точки зрения людей, размышляющих об эволюции планет и вопросе обитаемости», — сказал Тардуно. «Если мы не можем понять Землю, как мы можем что-либо сказать об эволюции других планет?»
