В течение миллиардов лет частицы из атмосферы Земли могли оседать в лунном грунте, формируя запас веществ, полезных для будущих миссий. Новое исследование Рочестерского университета установило, что магнитное поле нашей планеты не блокирует выбросы частиц, как считалось ранее, а наоборот - помогает передавать их в направлении Луны, сообщает Phys.
Исследование, опубликованное в Communications Earth & Environment, показывает, что земное магнитное поле может направлять заряженные атмосферные частицы вдоль своих линий и в конце концов к поверхности Луны. По словам профессора Рочестерского университета Эрика Блэкмана, "сочетая данные о частицах, сохранившихся в лунном грунте, с вычислительным моделированием взаимодействия солнечного ветра с атмосферой Земли, мы можем проследить историю атмосферы Земли и ее магнитного поля".
Ключевым доказательством стали результаты анализа образцов реголита, доставленных миссиями "Аполлон" около 50 лет назад. В них содержатся летучие вещества - вода, углекислый газ, гелий, аргон и азот.
Часть этих веществ происходит от солнечного ветра, но их объем, в частности азота, оказался слишком большим, чтобы объясняться только влиянием Солнца. Еще в 2005 году ученые из Токийского университета предположили, что часть летучих веществ могла поступать из земной атмосферы, но считали это возможным только до формирования магнитного поля.
Команда из Рочестера смоделировала два сценария, где ранняя Земля без магнитного поля и современная с ним. Симуляции показали, что перенос частиц активно происходил именно в условиях современной Земли.
В таком случае солнечный ветер "вырывает" заряженные атмосферные частицы и ведет их вдоль растянутых в космос линий магнитного поля. Часть из них достигает орбиты Луны, а затем оседает на ее поверхности. Исследователи объясняют, что такой механизм действовал в течение миллиардов лет.
Это означает, что Луна хранит древний химический архив земной атмосферы. Изучение таких отложений может помочь понять, как менялись климат, океаны и биосфера нашей планеты.
В то же время лунный грунт может содержать больше полезных для жизни летучих веществ, чем считалось ранее. Такие элементы, как вода и азот, могут уменьшить зависимость будущих баз на Луне от поставок с Земли и сделать долгосрочное пребывание людей более реалистичным.
"Наше исследование может также иметь более широкие последствия для понимания раннего выхода атмосферы на таких планетах, как Марс, который сегодня не имеет глобального магнитного поля, но имел такое же, как Земля, в прошлом, а также, вероятно, более толстую атмосферу", - отметил Шубхонкар Параманик, один из авторов работы. По его мнению, анализ подобных процессов может помочь лучше понять, как формировалась пригодность различных планет к жизни в разные эпохи.
Недавнее исследование показало, что будущие лунные базы столкнутся с постоянной бомбардировкой микрометеоритами. Из-за отсутствия атмосферы поверхность Луны является незащищенной от крошечных космических обломков, которые наносят удары с огромной скоростью.