Księżyc mógł osłaniać Ziemię przed Słońcem. W ten sposób chronił naszą atmosferę

Ziemia w początkowym okresie swojego istnienia nie była miejscem przyjaznym dla życia. Około 4,5 miliarda lat temu w naszą nowo powstałą planetę uderzyła inna – nazywana Theią, co doprowadziło do ogromnego wzrostu panującej na niej temperatury.

W późniejszym czasie, około 4 miliardów lat temu, Układ Słoneczny znalazł się w fazie tzw. "Późnego Ciężkiego Bombardowania". Był to czas, kiedy liczne asteroidy uderzały w Ziemię i podobne do niej planety. Nasza planeta pozostawała wówczas gorąca, a jej powierzchnia była stopiona.

W międzyczasie Słońce, choć znacznie ciemniejsze i chłodniejsze niż dzisiaj, również przechodziło przez różne fazy rozwoju, co często wiązało się z gwałtownymi i potężnymi rozbłyskami oraz wiatrem słonecznym. Eksperci, którzy opublikowali swoje badanie na łamach "Science Advanced" uważają, że to cud, że w takich warunkach Ziemia zachowała wystarczająco dużo atmosfery, aby przekształcić się w świat przyjazny dla życia.

Ich zdaniem dużą rolę odegrała tutaj Theia, ponieważ z odłamków Ziemi powstał Księżyc. Jego pole magnetyczne mogło chronić naszą planetę przed niekorzystnymi zjawiskami związanymi z ewolucją Słońca.

- Wydaje się, że Księżyc stanowił dla Ziemi istotną barierę ochronną przed wiatrem słonecznym, co było kluczowe dla zdolności Ziemi do utrzymania atmosfery w tym czasie - powiedział fizyk Jim Green, naukowiec NASA i główny autor nowego badania.

Eksperci uważali wcześniej, że Księżyc jest pozbawionym życia kawałkiem skały. Nie ma obecnie pola magnetycznego, więc naukowcy założyli, że nigdy go nie posiadał. Dopiero pierwsze wyprawy na Księżyc pozwoliły ustalić, że dawniej miał on takie pole. Wskazują na to przywiezione skały, wykazujące magnetyzm.

Ziemskie pole magnetyczne jest wynikiem działania dynama - wirującego, konwekcyjnego i przewodzącego prąd płynu, który przekształca energię kinetyczną w energię magnetyczną, "wyrzucając" pole magnetyczne w przestrzeń wokół planety. Ten płyn to stopione żelazne jądro Ziemi.

Naukowcy są zdania, że około 1-2,5 miliarda lat temu Księżyc był wystarczająco ciepły, aby mieć podobne, płynne jądro. To dzięki niemu utrzymywał swoje pole magnetyczne. Dopiero później jego temperatura zmieniła się, a jądro przekształciło się w ciało stałe.

- To jak pieczenie ciasta: wyjmujesz je z piekarnika i nadal stygnie - powiedział Green. Dodał: - im większa masa, tym dłużej trwa schładzanie.

Około 4 miliardy lat temu Księżyc znajdował się znacznie bliżej Ziemi, a odległość między nimi wynosiła około 130 tys. kilometrów (obecnie jest to ponad 384 tys. kilometrów). W tamtym okresie Ziemia obracała się też znacznie szybciej. Jeden dzień trwał 5 godzin. Gdy obrót planety zwalnia, Księżyc oddala się w tempie około 3,82 cm rocznie. Jest to stały proces.

Green i jego zespół chcieli wiedzieć, jak pole magnetyczne Księżyca będzie oddziaływać z ziemskim w tych wcześniejszych warunkach. Dlatego zaprojektowali model komputerowy, aby to sprawdzić. Odkryli, że pola magnetyczne obu ciał niebieskich były połączone biegunami. To połączone pole magnetyczne miało chronić Ziemię przed zniszczeniem atmosfery przez wiatr słoneczny. Naukowcy uważają, że prawdopodobna jest też wymiana gazów atmosferycznych (co wyjaśniałoby zagadkę księżycowego azotu).

Symulacje wskazują, że dwa pola magnetyczne pozostawały połączone do około 3,5 miliona lat temu. Naukowcy mają nadzieję, że próbki pobrane w kolejnych księżycowych misjach dostarczą więcej informacji na ten temat i pozwolą potwierdzić ich teorie.