地球有磁場，但你知道，月球曾經(jīng)也有磁場嗎？此前研究認(rèn)為，31億年前，月球磁場強度曾急劇下降，之后一直很弱。昨天（20日），國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了一項來自我國科學(xué)家對嫦娥六號取回樣品的研究結(jié)果，這個研究結(jié)果給出了不一樣的答案。

研究發(fā)現(xiàn)，月球磁場強度在28億年前發(fā)生了反彈，并不是一直很弱。這個信息不僅是人類首次得到的月背古磁場的信息，也改變了之前的說法。月球磁場到底隱藏著哪些秘密？

月球也曾有磁場發(fā)電機？

地球會產(chǎn)生磁場，它像一個保護傘一樣包裹著地球，屏蔽宇宙射線，才得以形成生命繁衍的環(huán)境。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員蔡書慧表示，地球的磁場源自地核的一個“發(fā)電機”，月球也曾有過與地球類似的磁場發(fā)電機，但又與地球磁場有很多不同。

蔡書慧： 地磁場是由地球液態(tài)外核導(dǎo)電流體的運動產(chǎn)生的，就像發(fā)電機一樣能夠產(chǎn)生能量，從而產(chǎn)生磁場。地磁場從地核穿過地幔、地殼一直到達地表，還延伸到太空。與地球類似，月球也曾經(jīng)有過這樣的磁場發(fā)電機。 但不一樣的是月球的大小和它的圈層結(jié)構(gòu)、月球的核和地球都很不一樣。所以它的磁場發(fā)電機能量來源和它的運行機制，還有產(chǎn)生磁場強弱、磁場的持續(xù)時間可能和地球都不一樣。

月球曾有過磁場環(huán)繞

盡管衛(wèi)星觀測和月表實測結(jié)果都顯示現(xiàn)今月球已經(jīng)沒有全球偶極磁場，但曾經(jīng)它也有過磁場環(huán)繞。

蔡書慧： 阿波羅返回樣品的研究結(jié)果顯示，月球在42~35億年間，可能存在一個相對活躍的發(fā)電機， 它產(chǎn)生的磁場強度，高的時候能達到幾十個微特，能接近現(xiàn)今地球磁場的水平。但也有一些報道認(rèn)為在活躍期，月球的磁場是波動的。在活躍期之后，大概在31億年左右時，月球的磁場有顯著下降。之后15~10億年之間，它的強度又一次下降，最終在距今10億年以后的某個時刻，這個發(fā)電機可能完全停止了。

人類首批月背樣品

帶來了什么新發(fā)現(xiàn)？

此前研究勾勒出月球古磁場的大致活躍時間表，但爭議和謎團依然很多。比如，有學(xué)者對月球發(fā)電機持續(xù)時間的問題提出了完全不同的觀點，認(rèn)為月球發(fā)電機難以長期存在，或許只能維持在月球形成最初的1至2億年。并且，已有數(shù)據(jù)均來自月球正面返回樣品，人們對月背古磁場的認(rèn)識基本處于空白。

嫦娥六號任務(wù)從月球南極-艾特肯盆地內(nèi)的阿波羅撞擊坑采回了人類首批月背樣品。我國科學(xué)家已經(jīng)證實，嫦娥六號樣品玄武巖 主期 次噴發(fā)年齡為28億年。 這些樣品為認(rèn)識月球發(fā)電機時空演化提供了前所未有的機遇。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥院士和蔡書慧副研究員帶領(lǐng)的團隊對樣品中的4顆毫米級玄武巖進行研究，得到了新的發(fā)現(xiàn)。

蔡書慧： 我們提取出這些樣品記錄的玄武巖噴發(fā)時的磁場強度，我們分離出古磁場強度大概是5~20微特的區(qū)間，它的中值大概是十幾個微特。以前的研究結(jié)果認(rèn)為，月球發(fā)電機強度在31億年第一次下降之后，可能一直處于一種非常低能量的狀態(tài)。但我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在28億年時它的中值是十幾微特的強度，是相對比較活躍的月球發(fā)電機，跟之前的認(rèn)識不太一樣。

月球磁場可能在28億年前發(fā)生反彈

為什么會出現(xiàn)這樣的波動？

嫦娥六號玄武巖樣品揭示月球磁場可能在28億年前發(fā)生反彈，這說明月球發(fā)電機在早期急劇下降后可能重新激活。為什么會出現(xiàn)這樣的波動？研究團隊做了進一步探索。

△嫦娥六號玄武巖樣品磁場記錄揭示28億年前存在相對活躍的月球磁場“發(fā)電機”

蔡書慧： 我們推測可能是發(fā)電機主要的能量來源發(fā)生了變化，或是它最開始是某一種機制驅(qū)動，到這個時候原始的驅(qū)動機制由于某種原因，能量衰弱了，所以導(dǎo)致磁場減弱，到了28億年可能由于某種原因又增強了。

我們對比了不同發(fā)電機模型的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可能跟基底巖漿巖模型產(chǎn)生的場強最為一致，比較接近這種驅(qū)動機制。但我們也不能排除月球的進動發(fā)電機產(chǎn)生的貢獻，同時也有研究認(rèn)為月球內(nèi)核的結(jié)晶也能夠為月球磁場提供一些輔助的能量。

蔡書慧認(rèn)為，這個結(jié)果告訴我們月球磁場的驅(qū)動機制可能并沒有我們之前想得那么單一，這個結(jié)果也填補了月球古磁場記錄中長達十億年的空白。

蔡書慧： 這個結(jié)果提供了第一個月球背面的古磁場信息，為月球演化10億年的空窗期提供了一個關(guān)鍵的錨點。有了這些信息，我們就可以更好地了解月球磁場發(fā)電機的時空演化和驅(qū)動機制，使我們對月球磁場的認(rèn)識又更進了一步。

責(zé)編：周秋紅

一審：胡澤匯

二審：唐能

三審：文鳳雛

來源：中央廣播電視總臺中國之聲