中国科学家在嫦娥六号带回的月球背面样品中,发现了关于月球古磁场的重要线索。这项研究成果不仅揭示了月球磁场在约28亿年前的活跃状态,还为理解月球磁场发电机的演化过程提供了新的视角。
据研究显示,月球的磁场强度在约31亿年前急剧减弱,并长期处于低能量状态。然而,嫦娥六号采集的月背样品却显示,月球磁场在约28亿年前出现了反弹迹象。这一发现打破了先前对月球磁场持续衰退的认知,为月球磁场发电机的时空演化和驱动机制提供了新的关键证据。
地球拥有一个强大的磁场,这个磁场由地球液态外核中的导电流体运动产生,为地球提供了保护伞,屏蔽了宇宙射线,并维护了宜居环境。月球也曾拥有类似的磁场发电机,研究其演化过程对揭示月球的内部结构、热历史以及表面环境变化具有重要意义。
先前的月球样品研究主要集中在月球正面,这些样品表明,月球在42亿至35亿年前存在一个相对活跃的磁场。然而,这一磁场在约31亿年前显著减弱,并在之后的时间里维持在一个较低的强度水平。直到15亿至10亿年前,磁场强度再次下降,最终月球的磁场发电机完全停止工作。
由于样品的局限性,先前的研究主要集中在30亿年前的月球磁场强度数据,对于月球磁场中晚期演化过程的认识存在空白。特别是月球背面的古磁场信息,几乎一无所知。这导致了科学界在月球磁场演化问题上存在较大的争议。
嫦娥六号任务的实施,为这一问题的解决提供了契机。任务成功从月球背面的南极-艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑采集了首批月背样品。这些样品的玄武岩主期次喷发年龄为28亿年,正好处于月球磁场演化的关键时期,为科学家提供了前所未有的研究机会。
通过对不同发电机模型的模拟结果进行对比,研究团队发现,嫦娥六号玄武岩记录的古磁场强度与基底岩浆洋模型产生的场强最为一致。然而,也不能排除其他机制如进动发电机或内核结晶对月球发电机能量的补充作用。
这一研究成果在国际知名学术期刊《自然》上发表后,受到了审稿人的高度评价。审稿人认为,这是一项具有高度原创性的研究,为人类首次对月球背面玄武岩进行严谨的古地磁分析提供了高质量、高水准的数据。这一发现填补了月球古磁场记录中长达十亿年的空白,并首次提供了来自月球背面的古磁场测量结果。