我国科学家在月球探索领域取得了突破性进展,这一成果源于对嫦娥六号从月球背面带回的样品的深入研究。研究显示,月球的磁场强度在大约28亿年前经历了一次显著的反弹,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大相径庭。
这项研究成果不仅填补了月球磁场演化研究中的空白,而且为人类首次揭示了月球背面的古磁场信息。这一发现对于理解月球磁场的演变过程,以及进一步探究月球磁场“发电机”的时空演化和驱动机制,提供了至关重要的线索和证据。北京时间12月20日,该研究成果在国际知名学术期刊《自然》上在线发表。
地球磁场由液态外核中导电流体的运动产生,这一“发电机”产生的磁场像一把保护伞,为地球屏蔽宇宙射线,保护着地球的大气和水等关键的生命支持要素。月球在其历史早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,具有深远的意义。
然而,现有的卫星观测和月表实测结果都表明,月球目前已经没有全球性的偶极磁场。通过对阿波罗任务带回的样品的研究,科学家发现月球在42亿年到35亿年前曾存在一个相对活跃的磁场,其强度接近现今地球磁场的水平。然而,这一磁场在约31亿年前突然减弱,之后一直维持在较低的强度水平。在15亿年到10亿年前,磁场强度再次下降,并最终在距今10亿年后的某个时刻,月球的“发电机”完全停止了工作。
由于样品的限制,目前关于月球古磁场强度的数据主要集中在30亿年前,而对于月球磁场中晚期的演化过程,科学界一直缺乏足够的了解。更重要的是,已有的数据全部来自月球正面的样品,对于月球背面的古磁场,人们几乎一无所知。这种信息的缺乏导致关于月球磁场持续时间、几何形态和驱动机制等问题存在广泛的争议。
为了填补这一空白,中国科学院地质与地球物理研究所的朱日祥院士和蔡书慧副研究员等人,联合中国科学院国家天文台的研究团队,对嫦娥六号带回的4颗毫米级玄武岩岩屑样品进行了深入的磁学研究。结果显示,这些样品记录的古磁场强度约为5微特到21微特之间,中值约为13微特。这一结果揭示了一个令人惊讶的事实:月球磁场在28亿年前可能经历了一次反弹,表明月球的“发电机”在早期急剧减弱后可能重新被激活。
这一研究成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价。他们认为这是一项具有高度原创性的研究,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,提供了高质量的数据。审稿人还指出,这篇论文报告了月球古磁场在阿波罗和Luna采样任务未涉及的独特时间和地点的测量结果,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。