近日,我国科学家在嫦娥六号月壤样品的研究中取得了突破性进展,通过分析样品中记录的约28亿年前的磁场信息,发现月球磁场强度可能在该时期发生了反弹。这一发现与先前普遍认为的月球磁场在约31亿年前急剧下降且一直处于低能量状态的观点截然不同。相关研究成果已于北京时间12月20日在线发表于国际学术期刊《自然》上。
论文第一作者、中国科学院地质与地球物理研究所副研究员蔡书慧介绍,地球拥有一个强大的磁场,这个磁场如同保护伞一样包裹着地球,屏蔽宇宙射线,保护着地球的大气和水等宜居要素,为生命的繁衍提供了适宜的环境。而月球,作为地球的近邻,也曾有过与地球类似的“磁场发电机”,但这一发电机很久以前就停止了工作。
卫星观测和月表实测结果均显示,现今月球已经没有全球偶极磁场。对阿波罗任务带回的月壤样品的研究表明,月球在42亿至35亿年前存在一个相对活跃的“磁场发电机”,其产生的磁场强度接近现今地球磁场水平。然而,这个磁场在约31亿年前突然下降了一个数量级,并在之后的15亿至10亿年间再次下降,最终在距今10亿年以后的某个时刻,月球的“磁场发电机”完全停止了工作。
然而,由于样品的局限性,目前发表的月球古磁场强度数据主要集中在30亿年前,对月球磁场中晚期演化过程的认识仍然有限。而且,已有数据均来自月球正面的返回样品,对月球背面古磁场的了解更是基本处于空白状态。因此,关于月球磁场的持续时间、几何形态和驱动机制等问题,学术界仍存在较大争议。
嫦娥六号任务的实施,为认识月球“磁场发电机”的时空演化提供了前所未有的机遇。该任务首次实现了月背采样,其中的玄武岩主期次喷发年龄为28亿年。科学家们对获批的4颗毫米级玄武岩岩屑样品进行了深入研究。
中国科学院地质与地球物理研究所研究员、中国科学院院士朱日祥和蔡书慧等联合中国科学院国家天文台的研究团队,利用高精度的磁学测量技术,得出了这些样品的古磁场强度。结果显示,这些样品的古磁场强度高于之前认为的水平,这意味着月球磁场在31亿年前的急剧下降后,可能在28亿年前发生了反弹或者说重新激活。
蔡书慧表示,月球磁场强度的反弹可能源于“磁场发电机”主要能量来源的变化,或者初始驱动机制的再次增强。这一发现不仅填补了月球古磁场记录中长达10亿年的空白,还首次提供了来自月球背面的古磁场测量结果。
审稿人在《自然》杂志上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研究,为我们对月球磁场的新认识作出了重大贡献。这一发现不仅为认识月球磁场演化过程提供了关键锚点,还为月球“磁场发电机”时空演化和驱动机制提供了重要约束。
深入了解月球“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具有重要意义。这一发现将有助于科学家们更全面地理解月球的起源和演化过程,为未来的月球探测和研究提供新的视角和思路。同时,这一成果也展示了我国在月球探测领域的科研实力和创新能力,为国际月球科学研究作出了重要贡献。