據(jù)中國(guó)科學(xué)院消息，我國(guó)科學(xué)人員利用嫦娥六號(hào)採(cǎi)回的月球背面樣品發(fā)現(xiàn)月球磁場(chǎng)強(qiáng)度可能在約28億年前發(fā)生了反彈，與先前科學(xué)界認(rèn)為的月球磁場(chǎng)在約31億年前急劇下降且一直處?kù)兜湍芰繝顟B(tài)不同。這一研究成果是人類首次揭示月背古磁場(chǎng)信息，為認(rèn)識(shí)月球磁場(chǎng)演化過(guò)程提供了關(guān)鍵錨點(diǎn)，進(jìn)而為月球磁場(chǎng)「發(fā)電機(jī)」時(shí)空演化和驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供了關(guān)鍵約束。該成果於北京時(shí)間12月20日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
地球液態(tài)外核導(dǎo)電流體的運(yùn)動(dòng)如同一個(gè)「發(fā)電機(jī)」，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)像保護(hù)傘一樣包裹著地球，屏蔽宇宙射線，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。月球也曾有過(guò)與地球類似的磁場(chǎng)「發(fā)電機(jī)」。因此，了解月球磁場(chǎng)「發(fā)電機(jī)」的演化過(guò)程對(duì)於揭示月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、熱歷史以及表面環(huán)境具有重要意義。
嫦娥六號(hào)玄武巖樣品磁場(chǎng)記錄揭示28億年前存在相對(duì)活躍的月球磁場(chǎng)「發(fā)電機(jī)」
衛(wèi)星觀測(cè)和月表實(shí)測(cè)結(jié)果都顯示，現(xiàn)今月球已經(jīng)沒(méi)有全球偶極磁場(chǎng)。對(duì)阿波羅返回樣品的古磁場(chǎng)強(qiáng)度研究指示月球在42億年前到35億年前存在一個(gè)相對(duì)活躍的「發(fā)電機(jī)」所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，強(qiáng)度可達(dá)幾十微特（μT），接近現(xiàn)今地球磁場(chǎng)水平；該磁場(chǎng)在約31億年前下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)，之後維持在幾微特的強(qiáng)度；磁場(chǎng)強(qiáng)度在15億年前到10億年前再次下降，並最終在距今10億年以後的某個(gè)時(shí)刻，月球「發(fā)電機(jī)」完全停止工作。由於樣品的局限性，目前發(fā)表的月球古磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)主要集中在30億年前，而月球磁場(chǎng)中晚期演化過(guò)程則缺乏約束。並且，已有數(shù)據(jù)均來(lái)自月球正面返回樣品，人們對(duì)月背古磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)基本處?kù)犊瞻住Ｔ虑蚬糯艌?chǎng)時(shí)空分布信息的缺乏導(dǎo)致關(guān)於月球磁場(chǎng)的持續(xù)時(shí)間、幾何形態(tài)和驅(qū)動(dòng)機(jī)制等問(wèn)題仍存在較大爭(zhēng)議。例如，有學(xué)者對(duì)月球「發(fā)電機(jī)」持續(xù)時(shí)間的問(wèn)題提出了完全不同的觀點(diǎn)，認(rèn)為月球「發(fā)電機(jī)」難以長(zhǎng)期存在，或許只能維持在月球形成最初的1億年到2億年。
中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥院士和蔡書慧副研究員等聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)獲批的4顆毫米級(jí)玄武巖巖屑樣品開(kāi)展了磁學(xué)研究，結(jié)果顯示樣品記錄的古磁場(chǎng)強(qiáng)度約為5微特到21微特（中值約13微特）。與此前研究認(rèn)為的月球「發(fā)電機(jī)」強(qiáng)度在31億年前急劇下降之後可能一直處?kù)兜湍芰繝顟B(tài)不同，嫦娥六號(hào)玄武巖樣品的古磁場(chǎng)強(qiáng)度結(jié)果揭示月球磁場(chǎng)可能在28億年前發(fā)生反彈，指示月球「發(fā)電機(jī)」在早期急劇下降後可能重新激活。其原因可能是「發(fā)電機(jī)」主要能量來(lái)源發(fā)生變化或初始驅(qū)動(dòng)機(jī)制再次增強(qiáng)。對(duì)比不同「發(fā)電機(jī)」模型模擬結(jié)果，嫦娥六號(hào)玄武巖記錄的古磁場(chǎng)強(qiáng)度與基底巖漿洋模型產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最為一致，但也不能排除進(jìn)動(dòng)「發(fā)電機(jī)」的貢獻(xiàn)，同時(shí)其他機(jī)制（如內(nèi)核結(jié)晶）也可能為月球「發(fā)電機(jī)」提供補(bǔ)充能量。
《自然》審稿人指出，這是一項(xiàng)具有高度原創(chuàng)性的研究，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)人類首批月球背面玄武巖進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)毓诺卮欧治觯峁┝烁哔|(zhì)量、高水準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。另一位審稿人表示，這篇論文報(bào)告了月球古磁場(chǎng)在Apollo和Luna採(cǎi)樣未涉及的獨(dú)特時(shí)間和地點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果，填補(bǔ)了月球古磁場(chǎng)記錄中長(zhǎng)達(dá)十億年的空白，並首次提供了來(lái)自月球背面的古磁場(chǎng)測(cè)量結(jié)果。作者們完成了一項(xiàng)具有歷史意義的研究，為我們對(duì)月球磁場(chǎng)的新認(rèn)識(shí)作出了重大貢獻(xiàn)。
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