चंद्रमा के रहस्यमय चुंबकीय क्षेत्र में नई अंतर्दृष्टि

अपोलो युग के बाद से, वैज्ञानिक जानते हैं कि चंद्रमा का अतीत में किसी प्रकार का चुंबकीय क्षेत्र था, लेकिन अब वह एक नहीं है। अपोलो चंद्र नमूनों के नए अध्ययनों में इनमें से कुछ सवालों के जवाब दिए गए हैं, लेकिन वे उत्तर देने के लिए कई और प्रश्न भी बनाते हैं।

अपोलो मिशन द्वारा लौटाए गए चंद्र नमूनों में चुंबकत्व के प्रमाण मिले हैं। चट्टानों को चुम्बकित किया जाता है जब वे गर्म होते हैं और फिर एक चुंबकीय क्षेत्र में ठंडा होते हैं। जैसे ही वे क्यूरी तापमान (सामग्री के आधार पर लगभग 800 डिग्री सी) के नीचे शांत हो जाते हैं, चट्टान में धातु के कण परिवेशीय चुंबकीय क्षेत्रों के साथ ऊपर आ जाते हैं और उस स्थिति में जम जाते हैं, जिससे एक अवशेष चुंबकत्व उत्पन्न होता है।

इस चुम्बक को अंतरिक्ष से भी मापा जा सकता है। उपग्रहों की परिक्रमा के अध्ययन से पता चलता है कि चंद्रमा का चुंबकत्व अपोलो अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा लिए गए क्षेत्रों से कहीं अधिक है। इस सभी चुंबकीयकरण का अर्थ है कि चंद्रमा का प्रारंभिक इतिहास में किसी बिंदु पर एक चुंबकीय क्षेत्र रहा होगा।

सौर मंडल में हम जानते हैं कि अधिकांश चुंबकीय क्षेत्र एक डायनेमो द्वारा उत्पन्न होते हैं। मूल रूप से, इसमें एक धातु तरल कोर में संवहन शामिल है, जो प्रभावी रूप से धातु परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है, जिससे एक विद्युत प्रवाह बनता है। यह करंट तब चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करता है। माना जाता है कि संवहन को शीतलन द्वारा संचालित किया जाता है। जैसा कि बाहरी कोर ठंडा होता है, ठंडे हिस्से आंतरिक में डूब जाते हैं और गर्म आंतरिक वर्गों को बाहरी की ओर बढ़ने देते हैं।

चूँकि चंद्रमा इतना छोटा है, एक चुंबकीय डायनामो जो कि संवहन शीतलन द्वारा संचालित होता है, लगभग 4.2 बिलियन वर्ष पहले कुछ समय के लिए बंद होने की उम्मीद है। तो, इस समय के बाद मैग्नेटाइजेशन के सबूत को 1) तरल कोर की गति को चलाने के लिए शीतलन के अलावा एक ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होगी, या 2) चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए पूरी तरह से अलग तंत्र।

प्रयोगशाला प्रयोगों ने एक ऐसी वैकल्पिक विधि का सुझाव दिया है। बड़े बेसिन बनाने वाले प्रभाव चंद्रमा पर अल्पकालिक चुंबकीय क्षेत्र पैदा कर सकते हैं, जो प्रभाव घटना के दौरान निकाले गए गर्म पदार्थों में दर्ज किए जाएंगे। वास्तव में, चुंबकत्व के कुछ अवलोकन बड़े बेसिन से चंद्रमा (एंटीपोड) के विपरीत तरफ स्थित हैं।

तो, आप कैसे बता सकते हैं कि एक चट्टान में चुंबकत्व एक कोर डायनेमो या एक प्रभाव घटना द्वारा बनाया गया था? ठीक है, प्रभाव-प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र केवल 1 दिन तक रहता है। यदि कोई चट्टान बहुत धीरे-धीरे शांत होती है, तो यह इतने कम समय तक रहने वाले चुंबकीय क्षेत्र को रिकॉर्ड नहीं करेगी, इसलिए इसे बनाए रखने वाले किसी भी चुंबकत्व को एक डायनेमो द्वारा निर्मित किया गया होगा। इसके अलावा, चट्टानें जो प्रभावों में शामिल थीं, उनके खनिजों में आघात का प्रमाण दिखाती हैं।

एक चंद्र नमूना, संख्या 76535, जो धीमी गति से शीतलन और कोई आघात प्रभाव का सबूत दिखाता है, में एक अलग अवशेष चुंबककरण है। यह, नमूना की उम्र के साथ, सुझाव देता है कि चंद्रमा के पास 4.2 अरब साल पहले एक तरल कोर और एक डायनेमो-जनित चुंबकीय क्षेत्र था। इस तरह के एक कोर डायनेमो संवहनशील शीतलन के अनुरूप है। लेकिन, अगर छोटे नमूने हैं तो क्या होगा?

हाल ही में एरिन शीया और उनके सहयोगियों द्वारा विज्ञान में प्रकाशित नए अध्ययनों का सुझाव है कि यह मामला हो सकता है। सुश्री शी, MIT में स्नातक की छात्रा और उनकी टीम ने 10020 का अध्ययन किया, अपोलो 11 अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा वापस लाया गया एक 3.7 बिलियन वर्ष पुराना घोड़ी बेसाल्ट। उन्होंने प्रदर्शित किया कि नमूना 10020 इसके खनिजों में आघात का कोई सबूत नहीं दिखाता है। उन्होंने अनुमान लगाया कि नमूने को ठंडा होने में 12 दिन से अधिक का समय लगा, जो कि एक प्रभाव-प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र के जीवनकाल की तुलना में बहुत धीमा है। और उन्होंने पाया कि नमूना बहुत दृढ़ता से चुंबकित है।

उनके अध्ययन से, सुश्री शीया और उनके सहयोगियों ने निष्कर्ष निकाला कि चंद्रमा एक मजबूत चुंबकीय डायनेमो था, और इसलिए लगभग 3.7 बिलियन साल पहले एक चलती धातु कोर था। यह अच्छी तरह से समय के बाद एक संवहन कूलिंग डायनेमो बंद हो गया होता। यह स्पष्ट नहीं है, हालांकि, अगर डायनेमो 4.2 बिलियन साल पहले से लगातार सक्रिय था, या अगर तरल कोर को स्थानांतरित करने वाला तंत्र 4.2 और 3.8 बिलियन वर्षों में समान था। तो, तरल कोर को चालू रखने के लिए और क्या तरीके हैं?

डॉ। ले बार्स के नेतृत्व में फ्रांसीसी और बेल्जियम के वैज्ञानिकों के एक दल द्वारा हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि बड़े प्रभाव पृथ्वी के साथ अपने समकालिक रोटेशन से चंद्रमा को अनलॉक कर सकते हैं। यह पृथ्वी के महासागरों की तरह, तरल कोर में ज्वार पैदा करेगा। ये कोर ज्वार कोर-मेंटल सीमा पर महत्वपूर्ण विकृतियों का कारण बनेंगे, जो कोर में बड़े पैमाने पर प्रवाह को ड्राइव कर सकते हैं, एक डायनेमो का निर्माण कर सकते हैं।

एक अन्य हालिया अध्ययन में, डॉ। ड्वायर और उनके सहयोगियों ने सुझाव दिया कि चंद्र स्पिन अक्ष की पूर्वता तरल कोर को हिला सकती है। चंद्रमा की पृथ्वी से निकटता ने चंद्रमा के स्पिन अक्ष को कमजोर बना दिया होगा। यह पूर्वता लिक्विड कोर में विभिन्न गतियों का कारण बनेगी और सॉलिड मेंटल को पछाड़कर, लंबे समय तक चलने वाले (1 बिलियन वर्ष से अधिक) कोर की मैकेनिकल हलचल पैदा करेगी। डॉ। ड्वायर और उनकी टीम का अनुमान है कि ऐसा डायनेमो लगभग 2.7 बिलियन साल पहले स्वाभाविक रूप से बंद हो जाएगा क्योंकि चंद्रमा समय के साथ पृथ्वी से दूर चला गया, जिससे इसका गुरुत्वाकर्षण प्रभाव कम हो गया।

दुर्भाग्य से, नमूना 10020 के अध्ययन द्वारा सुझाया गया चुंबकीय क्षेत्र इन संभावनाओं में से किसी एक में फिट नहीं है। ये दोनों मॉडल चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करेंगे जो नमूना 10020 में देखे गए मजबूत चुंबकीयकरण का उत्पादन करने के लिए बहुत कमजोर हैं। चंद्रमा के तरल कोर को जुटाने के लिए एक और तरीका इन नए निष्कर्षों को समझाने के लिए खोजने की आवश्यकता होगी।

सूत्रों का कहना है:
ए लॉन्ग-लेव्ड लूनर कोर डायनमो। शिया, एट अल। विज्ञान 27, जनवरी 2012, 453-456। डोई: 10.1126 / science.1215359।

एक लंबे समय तक रहने वाला चंद्र डायनमो निरंतर यांत्रिक सरगर्मी द्वारा संचालित होता है। ले बार्स एट अल। प्रकृति 479, नवंबर 2011, 212-214। Doi: 10.1038 / nature10564।

प्रारंभिक चंद्रमा के लिए एक प्रभाव-चालित डायनेमो। ड्वायर एट अल। नेचर 479, नवंबर 2011, 215-218। Doi: 10.1038 / nature10565।