Нов поглед върху данните от сеизмичните експерименти, оставени на Луната от астронавти на Аполон, даде на изследователите по-добро разбиране на лунната вътрешност. Ядрото на Луната изглежда много подобно на земното - с плътно вътрешно ядро и разтопена течна външна сърцевина - и размерът му е точно в средата на предишните оценки.
„Докато присъствието на течно ядро по-рано беше изведено от други геофизични измервания, ние направихме първото директно сеизмично наблюдение на течно външно ядро“, казва д-р Рене Вебер, планетарен учен от космическия полетен център на НАСА Маршал, който ръководи екипът от изследователи.
Пасивният сеизмичен експеримент Аполон измерва сеизмичните вълни на Луната и се състои от четири сеизмометра, разположени на близката страна на луната по време на мисиите на Аполон между 1969 и 1972 г. Инструментите непрекъснато записват движение на земята до края на 1977 г. Данните обаче се смятаха за доста слаби поради малкия брой станции, липсата на наблюдение на събитията в далечната част и намесата от „лунните трусове“. Тъй като това беше единственото налично пряко измерване на Луната, различни изследователи се различаваха по ключови характеристики, като радиусът, съставът и състоянието на ядрото (т.е. дали тя е твърда или разтопена.)
„Най-дълбоката вътрешност на Луната, особено дали тя има или не, е сляпо място за сеизмолозите“, казва Ед Гарнеро, професор от Аризонския държавен университет и член на изследователския екип. „Сеизмичните данни от старите мисии на Аполон бяха твърде шумни, за да се изобрази Луната с някаква увереност.“
Вебер и нейните колеги повторно анализираха данните на Аполон, използвайки метод, който обикновено се използва за обработка на сеизмични данни на Земята. Наречената обработка на масив, сеизмичните записи се добавят или „подреждат“ по специален начин и се изучават заедно. Множеството записи, обработени заедно, позволяват на изследователите да извличат много слаби сигнали. Дълбочината на слоевете, които отразяват сеизмичната енергия, може да бъде идентифицирана, в крайна сметка означаваща състава и състоянието на материята на различни дълбочини.
Този метод може да засили слабите, трудно разпознаваеми сеизмични сигнали чрез добавяне на сеизмограми заедно.
„Ако енергията на сеизмичната вълна спадне и отскочи от някакъв дълбок интерфейс на определена дълбочина, като границата на ядрото на мантията на Луната, тогава този сигнал„ ехо “трябва да присъства във всички записи, дори ако е под нивото на фоновия шум.“ каза Пати Лин, докторантен кандидат в АСУ и друг член на екипа. "Но когато добавим сигналите заедно, тази амплитуда на ядрото отразяване става видима, което ни позволява да картографираме дълбоката Луна."
Вебер заяви пред Space Magazine, че срязващите вълни не проникват в течни участъци. „И така, докато наблюдаваме отражение на сгъстяване от твърдото вътрешно ядро, ние (както се очаква) не наблюдаваме отразяващи се откъсвания от вътрешната сърцевина, тъй като тази енергия се отразява във външния слой на сърцевината.“
Последните проучвания сочат, че Луната има сравнително малко ядро, богато на желязо, с размери между около 250 и 430 км, или приблизително 15 до 25% от средния радиус от 1,737,1 км. Новите измервания поставят сърцевината малко по-голяма.
„Поставихме границата на основната мантия в радиус от 330 км, приблизително 19% от средния радиус на Луната“, казва Вебер в имейл.
Богатото на желязо ядро има плътна вътрешна топка с радиус близо 240 км (150 мили) и външна черупка с дебелина 90 км (55 мили).
Новото изследване също посочва вътрешно изчерпаната вътрешност, като лунното ядро съдържа малък процент леки елементи като сяра, подобно на леките елементи в земното ядро - сяра, кислород и други.
Преизградените 30-годишни данни също изглежда да потвърждават водещата теория за това как се е образувала Луната.
„Наличието на разтопен слой и разтопена външна сърцевина подкрепя широко приетия модел с голямо въздействие на лунната формация, който предсказва, че Луната би могла да се е образувала в напълно разтопено състояние“, казва Вебер.
