中国科学院的最新科研成果揭示了月球磁场演化的一项重大发现。科学家通过嫦娥六号从月球背面采集的样品,发现月球磁场强度在大约28亿年前出现了反弹现象,这一发现与过去科学界普遍认为月球磁场在约31亿年前急剧减弱并长期处于低能量状态的观点截然不同。
这项研究成果不仅填补了月球古磁场研究领域的空白,更是人类首次获得月球背面的古磁场信息。该信息对于理解月球磁场演化的完整过程至关重要,并为研究月球磁场“发电机”的时空演变和驱动机制提供了关键性约束。这一突破性成果已在国际权威学术期刊《自然》上发表。
地球上的液态外核如同一个巨大的“发电机”,其产生的磁场为地球提供了必要的保护,屏蔽了宇宙射线,保障了地球大气和水的稳定,为生命繁衍创造了条件。月球在遥远的过去也曾拥有类似的磁场“发电机”。因此,深入探究月球磁场“发电机”的演化历程,对于揭示月球的内部结构、热历史以及表面环境的变化具有深远意义。
根据卫星观测和月表实测数据,目前的月球已不再拥有全球性的偶极磁场。对阿波罗任务带回的月球样品进行的研究表明,月球在42亿年到35亿年前存在一个活跃的磁场“发电机”,其强度接近现今地球磁场的水平。然而,这个磁场在约31亿年前突然减弱,强度下降了一个数量级,并在此后一直维持在较低水平。进一步的研究还显示,磁场强度在15亿年到10亿年前再次下降,最终在距今约10亿年前,月球的“发电机”完全停止了工作。
尽管已有研究提供了关于月球古磁场的一些线索,但由于样品的局限性,这些研究主要集中在30亿年前的数据,对于月球磁场中晚期演化过程的了解仍然有限。更为关键的是,已有数据全部来自月球正面的样品,对月球背面的古磁场几乎一无所知。这种信息的缺失导致关于月球磁场持续时间、几何形态和驱动机制等问题仍存在较大争议。
在对比不同“发电机”模型的模拟结果后,科学家们发现,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等也可能为月球“发电机”提供了额外的能量。
《自然》杂志的审稿人对这一研究成果给予了高度评价,认为这是一项具有高度原创性的研究,研究团队对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。另一位审稿人则表示,这篇论文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,是一项具有历史意义的研究。