中國科學(xué)家首次獲得月球背面古磁場信息揭示28億年前磁場反彈

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2024-12-20 10:55:43 光明網(wǎng)

中國科學(xué)院院士朱日祥和副研究員蔡書慧與中國科學(xué)院國家天文臺的科學(xué)家合作，利用嫦娥六號從月球背面采集的樣品,，分析了約28億年前的月球磁場信息,。研究發(fā)現(xiàn)，月球磁場強(qiáng)度在該時(shí)期可能有所反彈,，與之前認(rèn)為的31億年前急劇下降且一直處于低能量狀態(tài)的觀點(diǎn)不同,。這項(xiàng)研究于12月20日在《自然》雜志上發(fā)表，為理解月球磁場演化過程提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù),。

地球液態(tài)外核導(dǎo)電流體的運(yùn)動產(chǎn)生磁場,，保護(hù)地球的大氣和水等宜居要素，形成適合生命繁衍的環(huán)境,。類似地,，月球也曾有過這樣的磁場發(fā)電機(jī)。了解其演化過程對于揭示月球內(nèi)部結(jié)構(gòu),、熱歷史以及表面環(huán)境具有重要意義,。

衛(wèi)星觀測和月表實(shí)測結(jié)果表明，現(xiàn)今月球已無全球偶極磁場,。對阿波羅返回樣品的研究顯示,，月球在42億至35億年前存在一個(gè)相對活躍的磁場，強(qiáng)度可達(dá)幾十微特,，接近現(xiàn)今地球磁場水平,。該磁場在約31億年前下降了一個(gè)數(shù)量級，之后維持在幾微特的強(qiáng)度,，在15億至10億年前再次下降,，最終在距今10億年后某個(gè)時(shí)刻，月球發(fā)電機(jī)完全停止,。

由于現(xiàn)有樣品的局限性,，目前發(fā)表的月球古磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)主要集中在30億年前，缺乏中晚期演化過程的數(shù)據(jù),，并且已有數(shù)據(jù)均來自月球正面返回樣品,，人們對月背古磁場的認(rèn)識基本處于空白。這導(dǎo)致關(guān)于月球磁場的持續(xù)時(shí)間,、幾何形態(tài)和驅(qū)動機(jī)制等問題仍存在較大爭議,。有學(xué)者認(rèn)為，月球發(fā)電機(jī)或許只在月球形成之初的1億至2億年間存在。

嫦娥六號任務(wù)首次實(shí)現(xiàn)月背采樣,，從南極-艾特肯盆地內(nèi)的阿波羅撞擊坑帶回首批月背樣品,。這些玄武巖樣品主期次噴發(fā)年齡為28億年前，填補(bǔ)了關(guān)鍵的年齡空窗期,，為認(rèn)識月球發(fā)電機(jī)時(shí)空演化提供了條件,。研究者對4顆毫米級嫦娥六號玄武巖巖屑樣品進(jìn)行了磁學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其記錄的古磁場強(qiáng)度約為5至21微特,，中值約13微特,。這一結(jié)果揭示月球磁場可能在28億年前發(fā)生反彈，顯示月球發(fā)電機(jī)在早期急劇下降后可能重新激活,。其原因可能是發(fā)電機(jī)主要能量來源發(fā)生變化或初始驅(qū)動機(jī)制再次增強(qiáng),。

對比不同發(fā)電機(jī)模型模擬結(jié)果，嫦娥六號玄武巖樣品記錄的古磁場強(qiáng)度與基底巖漿洋模型產(chǎn)生的場強(qiáng)最為一致,，但也不能排除進(jìn)動發(fā)電機(jī)的貢獻(xiàn),，同時(shí)內(nèi)核結(jié)晶等其他機(jī)制也有可能為月球發(fā)電機(jī)提供能量。這篇論文填補(bǔ)了月球古磁場記錄中長達(dá)10億年的空白,，并首次提供了來自月球背面的古磁場測量結(jié)果,，為認(rèn)識月球磁場作出了重要貢獻(xiàn)。

(責(zé)任編輯：于浩淙 zx0176)

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