Исследование электропроводности Луны (итоги и перспективы)

Abstract

Місяць інтенсивно досліджували у 1959—1976 рр., коли було побудовано перші геофізичні моделі його надр. Дані місячної сейсмології, гравіметрії, топографії й селенології чітко вказують на наявність значних неоднорідностей у місячній корі та мантії. Проте, маючи 4 сейсмографи та одиничні магнітометри, вдалось побудувати лише попередні сферично-симетричні 1D моделі сейсмічних швидкостей та питомої електропровідності. Електромагнітне (ЕМ) зондування Місяця використовує варіації первинного міжпланетного магнітного поля, яке вимірюють орбітальним магнітометром і вважають вхідним сигналом, а також варіації вторинного магнітного поля струмів, індукованих у провідних шарах Місяця, яке вимірюють на поверхні Місяця і вважають вихідним сигналом. За цими даними обчислюють перехідну характеристику (частотну або імпульсну) надр Місяця — його функцію відклику, за якою розв’язують обернену задачу — знаходження залежності електропровідності від глибини. У статті досліджено фізичні аспекти ЕМ зондування, обговорено його обмеження та головне джерело похибки — різка асиметрія білямісячної плазми на денному і нічному боках Місяця.

The Moon was intensively studied in 1959—1976, when the first geophysical models of the Moon interior was created. Data of lunar seismology, gravity, topography, and selenology yield clear understanding that lunar crust and mantle are substantially not uniform laterally. Never-theless having quite few seismometers and magnetometers at the Moon, only spherically symmetric 1D preliminary models of seismic velocities and electrical conductivity were obtained. Electromagnetic (EM) sounding of the Moon uses the variations of interplanetary magnetic field (as input inducing field) measured by orbital magnetometer and secondary induced (output) magnetic field measured at lunar surface. From this data, transfer function (in frequency or time domain) of the Moon interior is calculated and inverse problem (lucking for conductivity versus depth distribution) is solved. We consider physical aspects of EM sounding, discuss its limitation and principal source of error — the asymmetry of daytime and nighttime near-the Moon plasma.

Луну интенсивно исследовали в 1959-1976 гг., когда были построены первые геофизические модели ее недр. Данные лунной сейсмологии, гравиметрии, топографии и селенологии четко показывают наличие сущест-венных неоднородностей в лунной коре и мантии. Однако, располагая 4 сейсмографами и единичными магнетометрами, удалось построить только предварительные сферически симметричные 1D модели сейсмических скоростей и удельной электропроводности. Электромагнитное (EM) зондирование Луны использует вариации первичного межпланетного магнитного поля, измеряемого орбитальным магнетометром и рассматриваемого как входной сигнал, и вариации вторичного магнитного поля токов, индуцированных в проводящих слоях Луны, измеряемого на поверхности Луны и рассматриваемого как выходной сигнал. По этим данным вычисляется переходная характеристика (частотная или импульсная) недр Луны - ее функция отклика, по которой решается обратная задача -- нахождение зависимости электропроводности от глубины. В статье анализируются физические аспекты ЕМ зондирования, обсуждаются его ограничения и главный источник погрешности - резкая асимметрия окололунной плазмы на дневной и ночной сторонах Луны.