पृथ्वीच्या चुंबकीय शक्तीचा चंद्रावर परिणाम होतो. चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र - गूढ उकलले

चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पूर्वीच्या विचारापेक्षा एक अब्ज वर्षे अस्तित्वात आहे, असे संशोधकांनी शोधून काढले आहे. शोध चंद्राच्या मुख्य रहस्यांपैकी एकावर प्रकाश टाकतो आणि पृथ्वीच्या पलीकडे राहण्यायोग्य जगाचा शोध वाढवतो.

आज चंद्राला चुंबकीय क्षेत्र नाही, परंतु नेहमीच असे नव्हते; 4.253.56 अब्ज वर्षांपूर्वी चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीइतकेच होते. चंद्राच्या वितळलेल्या कोरमध्ये द्रवांच्या गोलाकार हालचालीमुळे फील्ड तयार झाले - तथाकथित चंद्र डायनॅमो.

TuiPhotoEngineer | शटरस्टॉक

चुंबकीय क्षेत्र गायब होण्याची तारीख निश्चित करण्यात शास्त्रज्ञांना फार पूर्वीपासून अडचण येत आहे. मागील अभ्यास हे निश्चितपणे सांगू शकले नाहीत की हे क्षेत्र 3.19 अब्ज वर्षांपूर्वी पूर्णपणे गायब झाले की कमकुवत स्वरूपात राहिले.

या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी 3.56 अब्ज वर्षांपेक्षा लहान असलेल्या खडकाच्या नमुन्यांचा अभ्यास करण्याचा निर्णय घेतला, असे रटगर्स युनिव्हर्सिटी (कॅनडा) मधील ग्रहशास्त्रज्ञ आणि अभ्यासाच्या सह-लेखिका सोनिया टिकू म्हणतात.

कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले (यूएसए) आणि मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (यूएसए) मधील टिकू आणि तिच्या सहकाऱ्यांनी 1971 मध्ये अपोलो 15 मोहिमेद्वारे पृथ्वीवर आणलेल्या खडकाचे विश्लेषण केले. नमुन्यात बेसाल्टचे तुकडे आहेत जे मोठ्या दगडांमधून तुटलेले आहेत. आर्गॉनच्या वेगवेगळ्या समस्थानिकांच्या गुणोत्तरावर आधारित डेटिंगने असे दिसून आले की 3.3 अब्ज वर्षांपूर्वी उद्रेक झालेल्या लावापासून बेसाल्ट तयार झाला.

बेसाल्टचे तुकडे एका काचेच्या पदार्थाने एकत्र बांधलेले असतात जे उल्कापिंडाच्या आघाताने खनिज वितळल्यावर तयार होते. संशोधकांचा असा विश्वास आहे की काचेची सामग्री 12.5 अब्ज वर्षांपूर्वी तयार झाली. या आघाताने बेसाल्टमधील लोखंडी दाणेही वितळले. चंद्राच्या चुंबकीय क्षेत्राची "रेकॉर्डिंग" करून ते त्वरीत थंड झाल्यावर काचेच्या पदार्थात पुन्हा स्फटिक बनले.

वेगवेगळ्या तापमानांवर प्रयोगांच्या मालिकेनंतर, चमूला असे आढळले की जेव्हा चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या तुलनेत 10 पट कमकुवत होते तेव्हा कण तयार होतात.

असे फील्ड अंतराळवीरांनी मोजले त्यापेक्षा 1,000 पट अधिक मजबूत आहे आणि पृथ्वीने निर्माण केलेल्या क्षेत्रापेक्षा खूप मजबूत आहे.

टिकूला खात्री आहे की चंद्र डायनॅमो 12.5 अब्ज वर्षांपूर्वी कार्यरत होता. फील्डचे दीर्घ अस्तित्व हे नाकारते की डायनॅमो हा जोरदार धक्क्यांचा परिणाम होता, ज्यामुळे केवळ तात्पुरती चुंबकीय क्षेत्रे निर्माण होऊ शकतात. परंतु तात्पुरते चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्याइतके मजबूत प्रभाव जवळजवळ 3.7 अब्ज वर्षांपूर्वी संपले. बहुधा, चिकू म्हणतात, अनेक यंत्रणांनी भूमिका बजावली.

चंद्राचे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र चंद्राच्या आवरणावर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या खेचण्याच्या प्रभावामुळे आणि आवरणातील चढउतारांच्या प्रभावामुळे तयार झाले असावे ज्यामुळे चंद्राच्या द्रव गाभ्यामध्ये व्हर्लपूल सुरू झाले. तथापि, जसजसा चंद्र पृथ्वीपासून दूर गेला आणि गुरुत्वाकर्षण कमकुवत होत गेले, तसतसे आणखी एक यंत्रणा प्रबळ होऊ लागली, ज्याने कमकुवत क्षेत्र निर्माण केले.

अशी शक्यता आहे की चंद्राचा गाभा थंड झाल्यावर आणि लोहाचे घनीकरण करून आणि कार्बन आणि सल्फरसारख्या हलक्या घटकांसह गाभ्याचे मंथन करून ऊर्जा सोडली गेल्याने कमकुवत क्षेत्र तयार झाले.

जीवनाला आधार देणाऱ्या परकीय जगाचा विचार करता अभ्यासाचे निष्कर्ष महत्त्वाचे आहेत. ज्यांच्याकडे सतत चुंबकीय क्षेत्र असू शकतात - वातावरण आणि पाण्याच्या उपस्थितीसाठी एक महत्त्वाचा घटक असू शकतात अशा यादीतून लहान ग्रहांच्या शरीरांना वगळले जाऊ शकत नाही.

चंद्राच्या वितळलेल्या गाभ्यावरील कलाकाराची छाप

हर्नन कॅनेलास

चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पूर्वीच्या विचारापेक्षा एक अब्ज वर्षांनंतर गायब झाले, असे अमेरिकन ग्रह वैज्ञानिकांनी जर्नलमध्ये प्रकाशित केलेल्या लेखात म्हटले आहे. विज्ञान प्रगती. शास्त्रज्ञ म्हणतात की ते 2.5 अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असू शकते. 1971 मध्ये अपोलो 15 मोहिमेद्वारे मिळवलेल्या चंद्र खडकांच्या नमुन्याचा अभ्यास केल्यानंतर संशोधकांनी हा निष्कर्ष काढला.

आज चंद्रावर जागतिक चुंबकीय क्षेत्र नाही, परंतु नेहमीच असे नव्हते. असे मानले जाते की 4.25 ते 3.56 अब्ज वर्षांपूर्वी चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीसारखेच होते. शास्त्रज्ञांच्या मते, हे उपग्रहाच्या वितळलेल्या कोरमध्ये द्रवपदार्थांच्या हिंसक हालचालींद्वारे तयार केले गेले होते - याला चुंबकीय डायनॅमो म्हणतात. तथापि, चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र नेमके केव्हा गायब झाले हे अद्याप अज्ञात आहे: मागील अभ्यासात, ग्रह शास्त्रज्ञ स्पष्टपणे सांगू शकले नाहीत की ते 3.19 अब्ज वर्षांपूर्वी पूर्णपणे नाहीसे झाले, किंवा केवळ कमकुवत स्वरूपात अस्तित्वात राहिले.

या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी, कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले आणि मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी चंद्र खडकांच्या तुकड्यांचे विश्लेषण केले. मुख्यतः वितळलेल्या काचेच्या आणि बेसाल्टच्या तुकड्यांपासून बनवलेला ब्रेकिया हा नमुना, मारे इम्ब्रिअम प्रदेशातील ड्युन क्रेटरमधून घेण्यात आला होता. आर्गॉन समस्थानिक गुणोत्तर विश्लेषणानुसार, लावा पासून तयार झालेले बेसाल्ट कण अंदाजे 3.3 अब्ज वर्षांपूर्वी वाहतात. तुकड्यांना एकत्र बांधणारे काचेचे मॅट्रिक्स साधारणतः 1 ते 2.5 अब्ज वर्षांपूर्वी चंद्रावर एक उल्का पडल्यानंतर तयार झाले असावे.

तथापि, सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, गडी बाद होण्याचा क्रम दरम्यान, बेसाल्टच्या आतील लोखंडी कण वितळले - धातूने त्याचे मूळ चुंबकीकरण गमावले. काच थंड झाल्यावर, लोखंड थंड झाला, चंद्राच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेने चुंबकीय बनला, कंपासच्या सुईप्रमाणे, अशा प्रकारे त्याच्या प्रभावाच्या खुणा टिकवून ठेवल्या.

अपोलो 15 चंद्र मोहिमेवर अंतराळवीरांनी परत केलेल्या नमुन्यांमध्ये सापडलेल्या 20 परस्परभिमुख धातूच्या धान्यांचे ग्रहशास्त्रज्ञांनी परीक्षण केले. प्रथम, शास्त्रज्ञांनी, अत्यंत संवेदनशील मॅग्नेटोमीटर वापरून, नमुन्यांचे नैसर्गिक चुंबकीय गुणधर्म मोजले. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की पृथ्वीवरील 45 वर्षांहून अधिक काळ साठवलेल्या धान्यांनी पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली त्यांचे चुंबकीकरण अंशतः बदलले. तथापि, लेखक अप्रत्यक्ष पुराव्यांद्वारे हे सिद्ध करू शकले की पृथ्वीवर प्रसूतीपूर्वीच, लोखंडाचे दाणे एकाच दिशेने चुंबकीय होते. त्यानंतर, प्रयोगशाळेच्या ओव्हनमध्ये जिथे ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी झाले होते, शास्त्रज्ञांनी नमुने उच्च तापमानात (600 ते 780 अंश सेल्सिअस पर्यंत) गरम केले, त्याच वेळी त्यांना ज्ञात प्रेरण असलेल्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये उघड केले. आजूबाजूचे तापमान वाढल्याने खडकांचे चुंबकीकरण कसे बदलेल हे संशोधकांनी मोजले.

“तुम्ही पाहता की [नमुना] ज्ञात शक्तीच्या चुंबकीय क्षेत्रात गरम केल्यावर चुंबकीय कसे बनते आणि नंतर तुम्ही त्या चुंबकीय क्षेत्राची तुलना पूर्वी मोजलेल्या नैसर्गिक चुंबकीय क्षेत्राशी करता, आणि यावरून तुम्हाला कळू शकते की प्राचीन काळात चुंबकीय क्षेत्र कसे होते. ", बेंजामिन वेस या कामाच्या लेखकांपैकी एक टिप्पणी करते.

प्रयोगात असे दिसून आले की 1 - 2.5 अब्ज वर्षांपूर्वी चंद्रावर 5 मायक्रोटेस्ला इंडक्शन असलेले चुंबकीय क्षेत्र होते. हे 3 - 4 अब्ज वर्षांपूर्वीपेक्षा कमकुवत परिमाणाचे दोन ऑर्डर आहे. संशोधकांच्या मते इतका मोठा फरक, चंद्र डायनॅमोसाठी दोन भिन्न यंत्रणा जबाबदार असल्याचे सूचित करू शकते. विशेषतः, कामाचे लेखक सूचित करतात की 3.56 अब्ज वर्षांपूर्वीपर्यंत, चुंबकीय डायनॅमो चंद्राच्या परिभ्रमण अग्रक्रमाने तयार केला गेला होता, जो आताच्या तुलनेत पृथ्वीच्या खूप जवळ होता. मग, जेव्हा उपग्रह आपल्यापासून दूर गेला, तेव्हा कदाचित दुसरी प्रक्रिया प्रभावी झाली, ज्याने आणखी अब्ज वर्षे कमकुवत चुंबकीय क्षेत्र राखले. संशोधकांनी असे सुचवले आहे की हे थर्मोकेमिकल संवहन होते. मग, कोर हळूहळू थंड झाल्यावर, चुंबकीय डायनॅमो नष्ट झाला.

चंद्राचे चुंबकीय क्षेत्र पूर्णपणे कधी गायब झाले हे शोधण्यासाठी आता संशोधकांनी चंद्र खडकांच्या लहान नमुन्यांचा अभ्यास करण्याची योजना आखली आहे.

अलीकडेच, शास्त्रज्ञांनी ग्रहावर जीवनाच्या उदयासाठी चुंबकीय क्षेत्राच्या अस्तित्वाची पुष्टी केली आहे. यामुळेच पृथ्वीचे वातावरण तरुण सूर्यापासून वाचले. याव्यतिरिक्त, चुंबकीय क्षेत्राची अनुपस्थिती हे मंगळावर वायूयुक्त लिफाफा असण्याचे एक कारण मानले जाते.

क्रिस्टीना उलासोविच

पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र आपल्याला सूर्यापासून आपल्यापर्यंत येणारे चार्ज कण आणि रेडिएशनपासून सतत संरक्षण करते. ही ढाल पृथ्वीच्या बाहेरील गाभ्यामध्ये (जिओडायनामो) मोठ्या प्रमाणात वितळलेल्या लोखंडाच्या जलद हालचालीने तयार केली जाते. आजपर्यंत चुंबकीय क्षेत्र टिकून राहण्यासाठी, शास्त्रीय मॉडेलमध्ये मागील ४.३ अब्ज वर्षांमध्ये गाभा ३,००० अंश सेल्सिअसने थंड होण्याची कल्पना आहे.

तथापि, फ्रेंच नॅशनल सेंटर फॉर सायंटिफिक रिसर्च आणि ब्लेझ पास्कल युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांच्या पथकाने नोंदवले की कोरचे तापमान केवळ 300 अंशांनी घसरले आहे. चंद्राच्या क्रियेने, पूर्वी दुर्लक्ष केले, तापमानातील फरकाची भरपाई केली आणि भूगतिमान राखले. हे काम 30 मार्च 2016 रोजी जर्नल Earth and Planetary Science Letters मध्ये प्रकाशित झाले.

पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या निर्मितीच्या शास्त्रीय मॉडेलने विरोधाभास निर्माण केला आहे. जिओडायनॅमो कार्य करण्यासाठी, पृथ्वी 4 अब्ज वर्षांपूर्वी पूर्णपणे वितळली गेली असावी आणि तिचा गाभा त्यावेळच्या 6,800 अंशांवरून आज 3,800 अंशांवर हळूहळू थंड झाला असावा. परंतु ग्रहाच्या अंतर्गत तापमानाच्या सुरुवातीच्या उत्क्रांतीचे अलीकडील मॉडेलिंग, सर्वात जुने कार्बोनेटाइट्स आणि बेसाल्ट यांच्या रचनेच्या भू-रासायनिक अभ्यासासह, अशा थंड होण्यास समर्थन देत नाही. अशा प्रकारे, संशोधक सुचवतात की जिओडायनॅमोमध्ये उर्जेचा आणखी एक स्रोत आहे.

पृथ्वीचा आकार किंचित चपटा आहे आणि ध्रुवाभोवती फिरणारा फिरणारा अक्ष आहे. चंद्रामुळे होणाऱ्या भरती-ओहोटीच्या प्रभावामुळे त्याचे आवरण लवचिकपणे विकृत झाले आहे. संशोधकांनी दर्शविले आहे की हा परिणाम बाह्य गाभ्यामध्ये वितळलेल्या लोखंडाच्या हालचालींना सतत उत्तेजित करू शकतो, ज्यामुळे पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. आपल्या ग्रहाला पृथ्वी-चंद्र-सूर्य प्रणालीतून गुरुत्वाकर्षणाच्या रोटेशनल उर्जेच्या हस्तांतरणाद्वारे सतत 3,700 अब्ज वॅट्सची उर्जा प्राप्त होते आणि 1,000 अब्ज वॅट्स पेक्षा जास्त जिओडायनॅमोसाठी उपलब्ध असल्याचे मानले जाते. ही ऊर्जा पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी पुरेशी आहे आणि चंद्रासह, हे शास्त्रीय सिद्धांताचा मुख्य विरोधाभास स्पष्ट करते. ग्रहाच्या चुंबकीय क्षेत्रावरील गुरुत्वाकर्षण शक्तींच्या प्रभावाची पुष्टी बृहस्पतिच्या आयओ आणि युरोपा उपग्रहांच्या उदाहरणाद्वारे तसेच अनेक एक्सोप्लॅनेटच्या उदाहरणाद्वारे केली गेली आहे.

पृथ्वीचे आपल्या अक्षावर फिरणे, अक्षाची दिशा किंवा चंद्राची कक्षा नियमित नसल्यामुळे, त्यांचा एकत्रित परिणाम अस्थिर असतो आणि त्यामुळे भूगतिकीमध्ये चढ-उतार होऊ शकतात. ही प्रक्रिया बाह्य गाभ्यामध्ये आणि पृथ्वीच्या आवरणासह त्याच्या सीमेवर असलेल्या काही उष्णतेच्या डाळींचे स्पष्टीकरण देऊ शकते.

अशा प्रकारे, नवीन मॉडेल दर्शविते की पृथ्वीवरील चंद्राचा प्रभाव भरतीच्या पलीकडे जातो.

तथापि, फ्रेंच नॅशनल सेंटर फॉर सायंटिफिक रिसर्च आणि ब्लेझ पास्कल युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांच्या पथकाने नोंदवले की कोरचे तापमान केवळ 300 अंशांनी घसरले आहे. चंद्राच्या कृतीने, पूर्वी दुर्लक्ष केले गेले, तापमानातील फरकाची भरपाई केली आणि भूगतिमान राखले. हे काम 30 मार्च 2016 रोजी जर्नल अर्थ आणि प्लॅनेटरी सायन्स लेटर्समध्ये प्रकाशित झाले.

आपल्या ग्रहाला पृथ्वी-चंद्र-सूर्य प्रणालीतून गुरुत्वाकर्षणाच्या रोटेशनल उर्जेच्या हस्तांतरणाद्वारे सतत 3,700 अब्ज वॅट्सची उर्जा प्राप्त होते आणि 1,000 अब्ज वॅट्स पेक्षा जास्त जिओडायनॅमोसाठी उपलब्ध असल्याचे मानले जाते. ही ऊर्जा पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी पुरेशी आहे आणि चंद्रासह, हे शास्त्रीय सिद्धांताचा मुख्य विरोधाभास स्पष्ट करते. ग्रहाच्या चुंबकीय क्षेत्रावरील गुरुत्वाकर्षण शक्तींच्या प्रभावाची पुष्टी बृहस्पतिच्या आयओ आणि युरोपा उपग्रहांच्या उदाहरणाद्वारे तसेच अनेक एक्सोप्लॅनेटच्या उदाहरणाद्वारे केली गेली आहे.

त्याच वेळी, अशा सूचना आहेत की चंद्र पृथ्वीच्या गाभ्यामध्ये मिसळण्यात गुंतलेला आहे. पृथ्वीचा गाभा मिसळण्यात चंद्राचा सहभाग असू शकतो. संशोधनानंतर, फ्रेंच शास्त्रज्ञ या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले, जसे पृथ्वी आणि ग्रह विज्ञान पत्रांच्या पृष्ठांवर नमूद केले आहे.

फ्रेंच ग्रहशास्त्रज्ञ आणि भूभौतिकशास्त्रज्ञांच्या मते, चंद्र भरतीच्या शक्तींच्या मदतीने पृथ्वीच्या गाभ्यामध्ये मिसळू शकतो, त्यामुळे भूचुंबकीय क्षेत्र राखले जाऊ शकते. ज्ञात आहे की, चुंबकीय क्षेत्र चार्ज केलेल्या वैश्विक कणांपासून ग्रहाचे रक्षण करते, परंतु पृथ्वीला धन्यवाद म्हणून ते इतक्या दीर्घ कालावधीसाठी राखले गेले नसते.

अशी एक आवृत्ती आहे की चंद्र लोह आणि निकेलच्या द्रव बाह्य कोरमध्ये मिसळण्यास मदत करतो, जे या घटकांना थंड होण्यापासून प्रतिबंधित करते आणि त्यांना त्यांचे क्रियाकलाप चालू ठेवण्यास अनुमती देते. पूर्वी विचार केल्याप्रमाणे, भूचुंबकीय क्षेत्राचे कार्य पृथ्वीच्या परिभ्रमणाद्वारे तसेच आतील आणि बाह्य स्तरांमधील तापमानातील फरकाने सुनिश्चित केले जाते.

शास्त्रज्ञांनी गणना केली की बाह्य कोर 4.3 अब्ज वर्षांमध्ये 5.4 हजार अंशांनी थंड झाले असावेत, परंतु शेवटी ते फक्त काही शंभर अंशांनी थंड झाले. हे सूचित करते की पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राची यंत्रणा देखील बाह्य यंत्रणेद्वारे प्रभावित आहे. ते चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रामुळे उद्भवणारी भरतीची शक्ती असू शकतात.

भरतीच्या शक्तींमुळे पृथ्वीला मिळणारी ऊर्जा ग्रहाच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या योग्य कार्यासाठी पुरेशी असावी.