我国科学家在嫦娥六号带回的月球背面样本中取得了突破性发现,揭示了月球磁场强度在大约28亿年前出现了意想不到的反弹。这一发现与科学界长久以来的认知大相径庭,之前普遍认为月球磁场在31亿年前急剧减弱,并长时间维持在低能量状态。
北京时间12月20日,这项研究成果在国际权威学术期刊《自然》上发表,标志着人类首次成功解析月球背面的古磁场信息。这一发现不仅为月球磁场演化历程的研究提供了宝贵的锚点,也为探索月球磁场“发电机”的时空演变及其驱动机制提供了重要线索。
地球依靠其液态外核中的导电流体运动产生的磁场,如同保护伞一般屏蔽宇宙射线,保护大气和水等生命存续的关键要素。月球也曾拥有类似的磁场“发电机”,因此,了解月球磁场“发电机”的演化过程对于揭示月球内部结构、热历史及表面环境的变化至关重要。
现有卫星观测和月表实测数据显示,月球当前已不存在全球偶极磁场。对阿波罗任务带回的样品研究显示,月球在42亿年至35亿年前存在一个活跃的“发电机”,产生的磁场强度可达几十微特,接近现今地球磁场水平。然而,这一磁场在约31亿年前显著减弱,维持在几微特的强度,并在15亿年至10亿年前再次下降,最终在10亿年前某个时刻完全停止工作。然而,由于样品限制,对月球古磁场强度的研究主要集中在30亿年前,而中晚期演化过程则缺乏足够的证据。
更为关键的是,已有数据全部来自月球正面样品,月球背面的古磁场信息几乎一无所知。这种信息的缺失导致关于月球磁场持续时间、几何形态及驱动机制等问题争议不断。例如,有观点认为月球“发电机”难以长期存在,可能仅在月球形成初期的一亿至两亿年内活跃。
通过对比不同“发电机”模型的模拟结果,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吻合,但也不能排除进动“发电机”的贡献。同时,其他机制如内核结晶也可能为月球“发电机”提供额外的能量。
《自然》杂志的审稿人高度评价了这项研究,认为它极具原创性,对人类首批月球背面玄武岩进行了严谨的古地磁分析,提供了高质量的数据。另一位审稿人指出,该研究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,为月球磁场的新认识作出了重大贡献。