我国科学家通过嫦娥六号带回的月球背面样品,取得了月球磁场研究领域的突破性发现。研究显示,月球的磁场强度可能在大约28亿年前出现了反弹,这一发现与之前科学界普遍认为的月球磁场在约31亿年前急剧减弱并长期保持低能量状态的观点大相径庭。
这项研究成果是人类历史上首次揭示月球背面的古磁场信息,对于理解月球磁场的演化过程具有里程碑式的意义。它为我们提供了研究月球磁场“发电机”时空演化和驱动机制的关键线索。北京时间12月20日,这项研究成果在国际顶级学术期刊《自然》上在线发表。
嫦娥六号带回的玄武岩样品中的磁场记录表明,月球在28亿年前可能存在一个相对活跃的磁场“发电机”。地球拥有一个液态外核,其中的导电流体运动产生的磁场如同保护伞一样,保护着地球免受宇宙射线的侵害,维持着大气和水等生命宜居要素。月球在远古时期也曾拥有类似的磁场“发电机”,因此,研究月球磁场“发电机”的演化过程对于揭示月球的内部结构、热历史以及表面环境的变化至关重要。
然而,卫星观测和月表实测结果显示,现在的月球已经没有全球性的偶极磁场。之前对阿波罗任务带回的样品的研究表明,月球在42亿年到35亿年前存在一个相对活跃的磁场,强度接近现今地球磁场水平。但该磁场在约31亿年前急剧减弱,之后维持在较低的强度。磁场强度在15亿年到10亿年前再次下降,并最终在距今10亿年之后的某个时刻,月球的“发电机”完全停止工作。然而,由于样品的局限性,之前发表的月球古磁场强度数据主要集中在30亿年前,对于月球磁场中晚期的演化过程则缺乏足够的约束。已有的数据均来自月球正面的样品,对月球背面的古磁场几乎一无所知。
在对比了不同的“发电机”模型模拟结果后,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)也可能为月球的“发电机”提供了补充能量。这一发现不仅填补了月球古磁场记录中的长达十亿年的空白,还首次提供了来自月球背面的古磁场测量结果,为月球磁场的研究开辟了新的方向。