O nouă privire asupra datelor din experimentele seismice lăsate pe Lună de astronauții Apollo a oferit cercetătorilor o mai bună înțelegere a interiorului lunar. Nucleul Lunii pare să fie foarte asemănător cu cel al Pământului - cu un nucleu interior solid și miez exterior lichid topit - și dimensiunea sa este chiar în mijlocul estimărilor anterioare.
"În timp ce prezența unui nucleu lichid a fost anterior dedusă din alte măsurători geofizice, am făcut prima observație seismică directă a unui nucleu exterior lichid", a spus Dr. Renee Weber, un om de știință planetar din Marshall Space Flight Center din NASA, care a condus echipa de cercetători.
Experimentul seismic pasiv Apollo a măsurat undele seismice pe Lună și a constat în patru seismometre desfășurate pe partea lunară în timpul misiunilor Apollo între 1969 și 1972. Instrumentele au înregistrat continuu mișcare la sol până la sfârșitul anului 1977. Dar datele s-au gândit a fi destul de slabe din cauza numărului mic de stații, a lipsei de observare a evenimentelor de la distanță și a interferențelor din „cutremurele lunare”. Deoarece acestea au fost singurele măsurători directe de la Luna disponibile, diverși cercetători au diferit în funcție de caracteristicile cheie, cum ar fi raza nucleului, compoziția și starea (adică, indiferent dacă a fost solid sau topit.)
„Cel mai profund interior al lunii, în special dacă are sau nu miezul, a fost un loc orb pentru sismologi”, a spus Ed Garnero, profesor la Universitatea de Stat din Arizona și membru al echipei de cercetare. „Datele seismice din vechile misiuni ale lui Apollo erau prea zgomotoase pentru a imagina luna cu încredere.”
Weber și colegii ei au reanalizat datele Apollo folosind o metodă folosită de obicei pentru prelucrarea datelor seismice de pe Pământ. Procesarea tabloului numit, înregistrările seismice sunt adăugate împreună sau „stivuite” într-un mod special și studiate împreună. Înregistrările multiple procesate împreună permit cercetătorilor să extragă semnale foarte slabe. Adâncimea straturilor care reflectă energia seismică poate fi identificată, semnificând în cele din urmă compoziția și starea materiei la diferite adâncimi.
Această metodă poate îmbunătăți semnalele seismice slabe și greu de detectat prin adăugarea de seismograme.
„Dacă energia valurilor seismice scade și respinge o interfață adâncă la o adâncime anume, cum ar fi granița mânecii de bază a Lunii, atunci acel„ ecou ”ar trebui să fie prezent în toate înregistrările, chiar dacă sub nivelul zgomotului de fundal,” a declarat Patty Lin, un candidat postdoctoral la ASU și un alt membru al echipei. „Dar când adăugăm semnalele împreună, acea amplitudine de reflecție a nucleului devine vizibilă, ceea ce ne permite să mapăm Luna adâncă.”
Weber a declarat pentru Space Magazine că valurile de forfecare nu pătrund în regiunile fluide. „Deci, deși am observat reflexii de compresie în afara miezului interior solid, nu am observat (așa cum era de așteptat) reflecții de forfecare în afara miezului interior, deoarece energia respectivă este reflectată la nivelul stratului extern al miezului.”
Studii recente au sugerat că Luna avea un miez bogat relativ în fier, cu dimensiuni cuprinse între aproximativ 250 și 430 km sau aproximativ 15-25% din raza medie de 1,737,1 km. Noile măsurători pun miezul puțin mai mare.
„Am plasat granița cu mantaua centrală la o rază de 330 km, aproximativ 19% din raza medie a Lunii”, a spus Weber într-un e-mail.
Miezul bogat în fier are o bilă interioară solidă de aproape 240 km (150 de mile) în rază și o cochilie de 90 km (55 de mile) groasă.
Noua cercetare indică, de asemenea, interiorul epuizat volatil, nucleul lunar conținând un procent mic de elemente ușoare, cum ar fi sulful, similar cu elementele ușoare din nucleul Pământului - sulf, oxigen și altele.
Datele redate în vârstă de 30 de ani par să confirme și teoria conducătoare a modului în care s-a format Luna.
„Prezența unui strat topit și a unui miez exterior topit sprijină modelul de formare lunară cu impact mare acceptat pe scară largă, care prezice că Luna s-ar fi putut forma într-o stare complet topită”, a spus Weber.
