Новый взгляд на данные сейсмических экспериментов, оставленных астронавтами Аполлона на Луне, дал исследователям лучшее понимание лунного интерьера. Ядро Луны, по-видимому, очень похоже на ядро Земли - с твердым внутренним ядром и расплавленным жидким внешним ядром - и его размер находится прямо в середине предыдущих оценок.
«Хотя наличие жидкого ядра ранее определялось из других геофизических измерений, мы впервые провели прямые сейсмические наблюдения жидкого внешнего ядра», - сказал доктор Рене Вебер, ученый-планетолог из Центра космических полетов им. Маршалла НАСА, который руководил команда исследователей.
Пассивный сейсмический эксперимент Аполлона измерял сейсмические волны на Луне и состоял из четырех сейсмометров, развернутых на ближней стороне Луны во время миссий Аполлона между 1969 и 1972 годами. Приборы непрерывно регистрировали движение грунта до конца 1977 года. Но данные считались довольно слабыми из-за небольшого количества станций, отсутствия наблюдения за событиями на дальних сторонах и помех от «лунных землетрясений». Поскольку это были единственные доступные прямые измерения с Луны, различные исследователи различались по ключевым характеристикам, таким как радиус, состав и состояние ядра (то есть, было ли оно твердым или расплавленным).
«Самая глубокая внутренняя часть Луны, особенно независимо от того, имеет ли она ядро, была слепой зоной для сейсмологов», - сказал Эд Гарнеро, профессор Университета штата Аризона и член исследовательской группы. «Сейсмические данные из старых миссий« Аполлон »были слишком шумными, чтобы можно было с полной уверенностью представить луну».
Вебер и ее коллеги повторно проанализировали данные Аполлона, используя метод, обычно используемый для обработки сейсмических данных на Земле. Вызываемая обработка массива, сейсмические записи складываются вместе или «складываются» особым образом и изучаются вместе. Многочисленные записи, обработанные вместе, позволяют исследователям извлекать очень слабые сигналы. Глубина слоев, отражающих сейсмическую энергию, может быть идентифицирована, что в конечном итоге означает состав и состояние вещества на разных глубинах.
Этот метод может усиливать слабые, трудно обнаруживаемые сейсмические сигналы путем сложения сейсмограмм.
«Если энергия сейсмической волны падает и отскакивает от какой-то глубокой границы раздела на определенной глубине, такой как граница ядра и мантии Луны, то этот сигнал« эхо »должен присутствовать во всех записях, даже если он ниже уровня фонового шума». сказала Патти Лин, постдокторант в АГУ и еще один член команды. «Но когда мы складываем сигналы вместе, амплитуда отражения ядра становится видимой, что позволяет нам наносить на карту глубокую Луну».
Вебер сказал Space Magazine, что поперечные волны не проникают в текучие области. «Таким образом, в то время как мы наблюдали отражения сжатия от твердого внутреннего ядра, мы не (как и ожидалось) наблюдали сдвиговые отражения от внутреннего ядра, так как эта энергия отражается от внешнего слоя ядра».
Недавние исследования показали, что у Луны было относительно небольшое богатое железом ядро, размером от 250 до 430 км, или примерно от 15 до 25% от его среднего радиуса 1737,1 км. Новые измерения поместили ядро немного больше.
«Мы разместили границу ядро-мантия в радиусе 330 км, что составляет примерно 19% от среднего радиуса Луны», - сказал Вебер в электронном письме.
Богатое железом ядро имеет сплошной внутренний шар радиусом почти 240 км (150 миль) и внешнюю жидкую оболочку толщиной 90 км (55 миль).
Новое исследование также указывает на внутреннее истощение летучих веществ, при этом лунное ядро содержит небольшой процент легких элементов, таких как сера, аналогично легким элементам в ядре Земли - сере, кислороде и других.
Появившиеся 30-летние данные также подтверждают ведущую теорию формирования Луны.
«Наличие слоя расплава и расплавленного внешнего ядра поддерживает широко распространенную модель образования Луны с большим ударным воздействием, которая предсказывает, что Луна могла сформироваться в полностью расплавленном состоянии», - сказал Вебер.
