本報北京12月20日電(中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝)記者今天從中國科學(xué)院獲悉,我國科學(xué)家通過分析嫦娥六號月球樣品,獲得人類首份月背古磁場信息,填補(bǔ)了月球磁場中晚期演化的數(shù)據(jù)空白,為研究月球磁場演化、探秘“月球磁場發(fā)電機(jī)”提供重要依據(jù)。該成果于北京時間12月20日凌晨在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
我國科研團(tuán)隊利用嫦娥六號月球樣品,分析了約28億年前的月球背面磁場信息,發(fā)現(xiàn)月球磁場強(qiáng)度可能在該時期發(fā)生了反彈,與先前認(rèn)為的月球磁場在約31億年前急劇下降且一直處于低能量狀態(tài)不同。該成果為認(rèn)識月球磁場演化過程提供了關(guān)鍵錨點(diǎn),進(jìn)而為“月球磁場發(fā)電機(jī)”時空演化和驅(qū)動機(jī)制提供了關(guān)鍵約束。
地球液態(tài)外核導(dǎo)電流體的運(yùn)動如同一個“發(fā)電機(jī)”,其產(chǎn)生的磁場像保護(hù)傘一樣包裹著地球,屏蔽宇宙射線,保護(hù)地球的大氣和水等宜居要素,形成適合生命繁衍的環(huán)境。月球也曾有過與地球類似的“磁場發(fā)電機(jī)”。因此,了解“月球磁場發(fā)電機(jī)”的演化過程對于揭示月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、熱歷史以及表面環(huán)境具有重要意義。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員朱日祥表示,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。對阿波羅返回樣品的古磁場強(qiáng)度研究顯示,月球在42-35億年存在一個相對活躍的“發(fā)電機(jī)”所產(chǎn)生的磁場,強(qiáng)度可達(dá)幾十微特(μT),接近現(xiàn)今地球磁場水平;該磁場強(qiáng)度在約31億年前下降了一個數(shù)量級,之后維持在幾微特的強(qiáng)度;在15-10億年又再次下降,并最終在距今10億年以后的某個時刻,“月球發(fā)電機(jī)”完全停止工作。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員蔡書慧稱,由于樣品的局限性,目前發(fā)布的月球古磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)主要集中在30億年前,而月球磁場中晚期演化過程則缺乏約束。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。月球古磁場時空分布信息的缺乏導(dǎo)致關(guān)于月球磁場的持續(xù)時間、幾何形態(tài)和驅(qū)動機(jī)制等問題仍存在較大爭議。
此次,朱日祥和蔡書慧等聯(lián)合中國科學(xué)院國家天文臺的研究團(tuán)隊對獲批的4顆毫米級玄武巖(記錄樣品冷卻過程中的磁場信息,是研究古磁場強(qiáng)度的理想材料——記者注)巖屑樣品開展了磁學(xué)研究,結(jié)果顯示樣品記錄的古磁場強(qiáng)度約為5-21微特(中值約為13微特)。與此前研究認(rèn)為的“月球發(fā)電機(jī)”強(qiáng)度在31億年前急劇下降之后可能一直處于低能量狀態(tài)不同,嫦娥六號玄武巖樣品的古磁場強(qiáng)度結(jié)果揭示月球磁場可能在28億年前發(fā)生反彈,指示“月球發(fā)電機(jī)”在早期急劇下降后可能重新激活。
《自然》審稿人指出,這是一項具有高度原創(chuàng)性的研究,研究團(tuán)隊對人類首批月球背面玄武巖進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓诺卮欧治,提供了高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。其中一位審稿人表示:“這篇論文報告了月球古磁場在此前采樣未涉及的獨(dú)特時間和地點(diǎn)的測量結(jié)果,填補(bǔ)了月球古磁場記錄中長達(dá)10億年的空白,并首次提供了來自月球背面的古磁場測量結(jié)果。作者完成了一項具有歷史意義的研究,為我們對月球磁場的新認(rèn)識作出了重大貢獻(xiàn)!
來源:中國青年報