Nový pohled na data ze seismických experimentů, které na Měsíci nechali astronauti Apolla, dal vědcům lepší porozumění lunárnímu interiéru. Zdá se, že jádro Měsíce je velmi podobné jádru Země - s pevným vnitřním jádrem a vnějším jádrem roztavené kapaliny - a jeho velikost je přímo uprostřed předchozích odhadů.
"Zatímco přítomnost tekutého jádra byla dříve odvozena z jiných geofyzikálních měření, provedli jsme první přímé seismické pozorování tekutého vnějšího jádra," řekl Dr. Renee Weber, planetární vědec z Marshall Space Flight Center, který vedl NASA tým vědců.
Apolloův pasivní seismický experiment měřil seismické vlny na Měsíci a sestával ze čtyř seismometrů rozmístěných na lunárním boku během misí Apolla v letech 1969 až 1972. Nástroje nepřetržitě zaznamenávaly pozemní pohyb až do konce roku 1977. Údaje však byly považovány za spíše slabé kvůli malému počtu stanic, nedostatečnému pozorování událostí na dálku a rušení způsobenému „zemětřeseními“. Protože to byla jediná přímá měření na Měsíci, různí vědci se lišili klíčovými charakteristikami, jako je poloměr jádra, složení a stav (tj. Zda byl pevný nebo roztavený).
"Nejhlubší interiér Měsíce, zejména zda má jádro, byl slepým místem pro seismology," řekl Ed Garnero, profesor na Arizonské státní univerzitě a člen výzkumného týmu. "Seismické údaje ze starých misí Apolla byly příliš hlučné na to, aby si Měsíc mohl s jistotou představit obraz."
Weber a její kolegové znovu analyzovali data Apolla pomocí metody obvykle používané pro zpracování seismických dat na Zemi. V případě tzv. Zpracování pole se seismické nahrávky sčítají nebo „skládají“ zvláštním způsobem a studují společně. Více záznamů zpracovaných společně umožňuje vědcům extrahovat velmi slabé signály. Hloubku vrstev, které odrážejí seismickou energii, lze identifikovat, což v konečném důsledku znamená složení a stav hmoty v různých hloubkách.
Tato metoda může zlepšit slabé, těžko detekovatelné seismické signály přidáním seismogramů dohromady.
"Pokud seismická vlna energie klesá a odrazí se od nějakého hlubokého rozhraní v určité hloubce, jako je hranice jádra a plášťu Měsíce, pak by měl být signál" echo "přítomen ve všech nahrávkách, i když pod úrovní hluku pozadí," řekla Patty Lin, postdoktorandský kandidát na ASU a další člen týmu. "Ale když přidáme signály dohromady, stane se viditelná amplituda jádrového odrazu, což nám umožní zmapovat hluboký Měsíc."
Weber řekl časopisu Space Magazine, že smykové vlny nepronikají do tekutinových oblastí. "Ačkoli jsme pozorovali kompresní odrazy z pevného vnitřního jádra, nepozorovali jsme (jak se očekávalo) střihové odrazy z vnitřního jádra, protože tato energie se odráží ve vnější vrstvě jádra."
Nedávné studie naznačovaly, že Měsíc měl relativně malé železo bohaté jádro, o velikosti asi 250 až 430 km, což je zhruba 15 až 25% jeho průměrného poloměru 1 737,1 km. Díky novým měřením bylo jádro o něco větší.
"Hranici jádra plášťa jsme umístili na poloměr 330 km, což je zhruba 19% středního poloměru Měsíce," řekl Weber v e-mailu.
Jádro bohaté na železo má pevný vnitřní míč o poloměru téměř 240 km (150 mil) a vnější plášť tekutiny o tloušťce 90 km (55 mil).
Nový výzkum také poukazuje na vnitřek ochuzený o těkavé látky, kde lunární jádro obsahuje malé procento světelných prvků, jako je síra, podobné světelným prvkům v jádru Země - síra, kyslík a další.
Rovněž se zdá, že obnovená 30letá data potvrzují hlavní teorii toho, jak se Měsíc formoval.
"Přítomnost vrstvy taveniny a roztaveného vnějšího jádra podporuje široce přijímaný model dopadu lunární formace s velkým dopadem, který předpovídá, že Měsíc mohl vzniknout ve zcela roztaveném stavu," řekl Weber.
