近期,中国科学院的一支科研团队在国际权威学术期刊《自然》上发表了一项关于月球磁场演化的突破性研究成果。他们通过分析嫦娥六号从月球背面带回的样品,成功获取了月背首个古磁场信息,为揭开月球磁场神秘面纱提供了宝贵数据。
据了解,科研团队细致研究了这些样品中记录的约28亿年前的磁场信息,意外发现月球磁场强度在该时期可能出现了反弹现象。这一发现颠覆了此前科学界普遍认为月球磁场在约31亿年前急剧下降并长期处于低能量状态的认知。此次发现不仅为月球磁场演化过程的研究设立了新的里程碑,还为理解“月球磁场发电机”的时空演化和驱动机制提供了至关重要的线索。
地球拥有一个液态外核,其中的导电流体运动如同发电机,产生的磁场保护着地球免受宇宙射线的侵袭,维持着大气和水的稳定,为生命提供了繁衍的适宜环境。月球同样曾拥有类似的磁场发电机。因此,探索月球磁场发电机的演化历程对于揭示月球内部结构、热历史及表面环境变化具有重要意义。
早期的卫星观测和月表实测结果均显示,当前月球已无全球偶极磁场。对阿波罗任务带回的样品进行的研究表明,月球在42亿至35亿年前曾存在一个相对活跃的磁场发电机,其磁场强度接近现今地球磁场水平。然而,约31亿年前,磁场强度急剧下降,之后维持在较低水平,并在15亿至10亿年间再次下降,最终在距今10亿年后的某个时间点,月球磁场发电机彻底停止工作。
然而,由于样品限制,此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缺乏足够的约束。所有已知数据均来自月球正面样品,对月背古磁场的了解几乎为零。这种信息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的争议不断。有观点认为,月球磁场发电机难以长期存在,可能仅在月球形成初期的1至2亿年内活跃。
嫦娥六号任务的成功实施,首次实现了月背采样,从南极-艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑采集了人类首批月背样品。这些样品来自月球背面,且处于关键的年龄空窗期,为探究月球磁场发电机的时空演化提供了前所未有的机会。通过对获批的4颗毫米级玄武岩样品进行磁学研究,科研团队发现这些样品记录的古磁场强度约为5至21微特(中值约为13微特)。
《自然》杂志的审稿人对这项研究给予了高度评价,认为它是一项具有高度原创性的工作。审稿人指出,研究团队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、高水准的数据。其中一位审稿人表示,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,为科学界对月球磁场的新认识做出了重大贡献。