Hulumtimi i ri zgjidhi misterin e shkëmbinjve magnetikë hënorë të sjellë nga Apollo

Fusha magnetike e Tokës mund të jetë e vjetër pothuajse sa vetë Toka – dhe qëndron në kontrast të plotë me Hënën, së cilës i mungon plotësisht një fushë magnetike sot.

Por a ka krijuar bërthama e Hënës një fushë magnetike në të kaluarën?

Në vitet 1980, gjeofizikanët që studionin shkëmbinjtë e sjellë nga astronautët e Apollos, arritën në përfundimin se Hëna dikur kishte një fushë magnetike që ishte po aq e fortë sa ajo e Tokës.

Por një fushë magnetike e fortë kërkon një burim energjie dhe bërthama e Hënës është relativisht e vogël. Për dekada të tëra, shkencëtarët kanë luftuar për të zgjidhur këtë rebus: si mundet një bërthamë kaq e vogël të krijojë një fushë të fortë magnetike?

"Unë jam një profesor i gjeofizikës dhe kam studiuar fushën magnetike të Tokës për më shumë se 30 vjet. Kohët e fundit kam mbledhur një ekip për të përdorur teknika të reja shkencore për të rishqyrtuar provat për magnetizimin hënor. Ne zbuluam se Hëna në fakt nuk kishte një fushë magnetike jetëgjatë. Jo vetëm që ky zbulim ndryshon kuptimin modern të historisë gjeologjike të Hënës, por gjithashtu ka implikime të mëdha për praninë e burimeve në Hënë që mund të jenë kritike për eksplorimin e ardhshëm njerëzor", u shpreh John Tarduno.

Pse një hënë magnetike?

Disa shkëmbinj kanë aftësinë e jashtëzakonshme për të ruajtur të dhënat e fushave magnetike të së kaluarës, duke ‘ruajtuar’ minerale me atome hekuri që rreshtohen me një fushë magnetike teka shkëmbi ftohet dhe ngurtësohet. Mineralet magnetike më të mira në ruajtjen e dëshmive të një fushe janë të vogla – një mijë herë më të holla se gjerësia e një fije floku të njeriut – kjo ngase kërkohet shumë energji për të riorganizuar atomet e tyre.

Gjeofizikanët që studiojnë magnetizmin e lashtë rikrijojnë këtë proces, duke ngrohur përsëri mostrat e shkëmbinjve në prani të fushave magnetike të njohura dhe duke krahasuar shtrirjen e re të atomeve të hekurit me orientimin e atomeve të hekurit përpara se shkëmbi të ringrohej.

Kjo i lejon studiuesit të mësojnë rreth fushave magnetike të së kaluarës. Studiuesit e hershëm që studionin shkëmbinjtë e parë të sjellë nga Hëna prej astronautëve amerikanë donin të përdornin këtë metodë për të studiuar magnetizmin e Hënës. Por ata u përballën me probleme. Shkëmbinjtë hënor përmbajnë një lloj të caktuar hekuri - i quajtur 'hekur vendas' - që ndryshohet lehtësisht nga nxehtësia. Për më tepër, copëzat vendase të hekurit në shkëmbinjtë hënor janë ndonjëherë relativisht të mëdha, duke i bërë ato më pak të ngjarë të regjistrojnë me besueshmëri fushat magnetike të së kaluarës.

Nga vitet 1970 e tutje, gjeofizikanët përdorën metoda alternative, jo ngrohje për të studiuar magnetizmin e Hënës. Ata zbuluan se disa mostra hënore kishin regjistruar fusha të forta magnetike, duke sugjeruar se Hëna kishte një fushë magnetike për më shumë se 2 miliardë vjet. Por ky rezultat vetëm sa e thelloi enigmën. Pyetja se si bërthama e Hënës mund të prodhonte një fushë të fortë magnetike mbeti e pazgjidhur.

Një teori alternative

Gjatë eksperimenteve, disa mostra Apollo treguan prova të fushave të forta magnetike, por mostrat e tjera jo. Disa studiues ia atribuan magnetizimit të munguar pranisë së copëzave të mëdha të hekurit që ishin regjistrues të dobët magnetikë. Por shumë nga mostrat përmbanin edhe copëza të vogla hekuri që duhet të kishin regjistruar një fushë. Ka pasur dyshime të mëdha në lidhje me teknikat e mosnxehjes që studiuesit përdorën në mostrat e Apollo-s.

Disa shkencëtarë i kanë quajtur metodat e "masës së fundit" dhe arrijnë në përfundimin se pasiguritë në të dhënat e mbledhura në këtë mënyrë ishin aq të mëdha sa çdo interpretim duhet parë si spekulim.

Përndryshe, një grup tjetër shkencëtarësh për dekada ka sugjeruar që kur meteoritët godasin Hënën, ata krijojnë një plazmë me pluhur – një gaz jonesh dhe elektronesh – që mund të gjenerojë një fushë magnetike të fortë dhe të magnetizojë shkëmbinjtë hënor pranë zonës së goditjes.

Në vitin 2008, gjeofizikanja Kristin Lawrence vendosi të rishqyrtojë çështjen e magnetizimit hënor duke përdorur një teknikë të përmirësuar të rinxehjes. Ndryshe nga studiuesit që fillimisht studiuan mostrat e që nuk ishin në gjendje të zbulonin ndonjë provë përfundimtare për një fushë magnetike të së kaluarës, qasja që përdorën Laërence dhe ekipi i saj ishte më e mirë se testet e jongrohjes, por rezultatet e saj nuk ishin ende përfundimtare.

Megjithatë, ajo ndjeu se po gjente diçka, dhe pikërisht atëherë u kthye tek unë dhe laboratori im për të kërkuar ndihmë.

Në vitin 2011, Lawrence na solli një koleksion të mostrave hënore për t’i testuar. Ne kishim zhvilluar teknika për të identifikuar kristalet silikate individuale me përmasa milimetrash që përmbajnë vetëm copëza shumë të vogla hekuri dhe kanë veti ‘të përsosura’ për regjistrim.

Më pas në përdorëm një magnetometër superpërçues ultrasensitive dhe një lazer special të dioksidit të karbonit për të ngrohur me shpejtësi ato mostra në një mënyrë që shmangej ndryshimi i mineraleve të tyre të hekurit.

Ne zbuluam se pothuajse të gjithë shkëmbinjtë kishin sinjale magnetike thellësisht të dobëta. Në kohën e këtij testi të parë ne ende po përmirësonim metodën, kështu që nuk mund të thonim me siguri nëse mostrat ishin formuar në një Hënë pa një fushë magnetike. Por ne kemi përmirësuar metodat tona të testimit dhe vitin e kaluar vendosëm të rishikojmë mostrat e Apollo.

Kështu përfundimisht zbuluam se disa nga mostrat përmbanin vërtet minerale magnetike të afta për të ruajtur sinjalet e fushave magnetike të lashta. Por shkëmbinjtë nuk kishin regjistruar asnjë sinjal të tillë. Kjo sugjeron që Hënës i mungonte një fushë magnetike për pothuajse të gjithë historinë e saj. Pra, çfarë shpjegojnë gjetjet e mëparshme të një Hëne magnetike?
Përgjigja ishte në një nga mostrat: një copë xhami e vogël dhe e errët që përmban grimca të vogla hekur-nikel.

Rory Cottrell/U. Rochester, CC BY-ND

Xhami u krijua nga një përplasje meteori dhe tregoi prova të qarta të një fushe të fortë magnetike.Por ajo u formua vetëm rreth 2 milion vjet më parë.

Pothuajse të gjithë gjeofizikanët pajtohen se Hëna nuk kishte një fushë magnetike në atë kohë, sepse pas 4.5 miliardë vitesh ftohje nuk kishte mbetur nxehtësi e mjaftueshme për të fuqizuar përvëlimin e hekurit në bërthamën e Hënës për të krijuar një fushë.

Vetia magnetike e xhamit përputhet me simulimet e fushave magnetike që mund të krijohen nga ndikimet e meteorëve. Kjo tregoi se vetëm ndikimet e meteoritëve mund të krijojnë fusha të forta magnetike që magnetizojnë shkëmbinjtë aty pranë. Kështu mund të shpejegohen vlerat e larta të raportuara më parë nga disa shkëmbinj Apollo. Të marra së bashku, besoj se këto gjetje zgjidhin misterin e një Hëne në dukje magnetike.

Adam Fenster/U. Rochester, CC BY-ND

Mbrojtja magnetike dhe burimet hënore

Kjo pikëpamje e re e magnetizmit hënor ka implikime të mëdha për praninë e mundshme të burimeve të vlefshme, si dhe informacione rreth Diellit dhe Tokës së lashtë. Fushat magnetike veprojnë si mburoja që pengojnë grimcat diellore të arrijnë një planet ose satelit. Pa një fushë magnetike, era diellore mund të godasë drejtpërdrejt sipërfaqen e Hënës dhe të implantojë elementë si helium-3 dhe hidrogjen.

Helium-3 ka shumë aplikime, por më e rëndësishmja, ai mund të jetë një burim karburanti për shkrirjen bërthamore dhe eksplorimin e ardhshëm planetar.

Vlera e hidrogjenit vjen nga fakti se ai mund të kombinohet me oksigjenin për të formuar ujë, një tjetër burim thelbësor në hapësirë. Meqenëse Hëna nuk kishte një fushë magnetike jetëgjatë, këta elementë mund të ishin grumbulluar në tokë për miliarda vjet më shumë sesa mendohej më parë.

Elementet ‘e ardhura’ nga era diellore mund të hedhin dritë mbi evolucionin e Diellit. Dhe derisa Hëna kalon nëpër fushën magnetike të Tokës, elementët nga atmosfera e Tokës mund të depozitohen në sipërfaqen hënore dhe këto mund të mbajnë të dhëna për Tokën e lashtë. Mungesa e një fushe magnetike jetëgjatë në Hënë mund të shkaktojë disa humbje, por unë besoj se mund të zhbllokojë një pasuri shkencore dhe një sasi të vlefshme burimesh të mundshme.

John Tarduno – profesor i gjeofizikës, Universiteti i Rochester-it.