嫦六月壤揭秘月背古磁場

    作為人類首次從月球背面採回的月壤，中國嫦娥六號任務月球樣品的相關研究進展備受關注。據中新社報道，來自中國科學院的最新消息說，中國科學家團隊通過分析嫦娥六號月壤樣品中記錄的二十八億年前的磁場信息，發現月球磁場強度可能在該時期發生了反彈，與先前認為的月球磁場在三十一億年前急劇下降且一直處於低能量狀態不同。

    本報綜合報道

    最新研究填補空白

    這不僅是人類得到的首個月背古磁場信息，還為科學家認識月球磁場演化過程提供關鍵錨點，進而為月球磁場“發電機”時空演化和驅動機制提供關鍵約束。

    中國科學家基於嫦娥六號在國際上首次揭示月球背面古磁場信息的這一重大創新成果論文，由中國科學院地質與地球物理研究所朱日祥院士、蔡書慧副研究員等聯合中國科學院國家天文台研究團隊共同完成，於北京時間十二月二十日凌晨在國際學術期刊《自然》上線發表。

    《自然》審稿人指出，這是一項具有高度原創性的研究，中國研究團隊對人類首批月球背面玄武岩進行嚴謹的古地磁分析，提供高質量、高水準的數據。其中一位審稿人表示，該研究論文填補了月球古磁場記錄中長達十億年的空白，並首次提供來自月球背面的古磁場測量結果。這項具有歷史意義的研究，為對月球磁場的新認識作出重大貢獻。

    論文第一作者兼通訊作者蔡書慧介紹說，地球液態外核導電流體的運動如同一個“發電機”，其產生的磁場像保護傘一樣包裹着地球，屏蔽宇宙射線，保護地球的大氣和水等宜居要素，形成適合生命繁衍的環境。月球也曾有過與地球類似的磁場“發電機”。因此，了解月球磁場“發電機”的演化過程對於揭示月球的內部結構、熱歷史以及表面環境具有重要意義。

    衛星觀測和月表實測結果都顯示，現今月球已經沒有全球偶極磁場。此前對美國阿波羅計劃返回樣品的古磁場強度研究指示，月球在距今四十二億至三十五億年存在一個相對活躍的發電機所產生的磁場，強度接近現今地球磁場水平。該磁場在三十一億年前下降了一個數量級，在距今十五億年至十億年再次下降，並最終在距今十億年的某個時刻，月球“發電機”完全停止工作。

    由於樣品的局限性，目前發表的月球古磁場強度數據主要集中在三十億年前，而月球磁場中晚期演化過程則缺乏約束。並且，已有數據均來自月球正面返回樣品，人們對月背古磁場的認識基本處於空白。月球古磁場時空分佈信息的缺乏導致關於月球磁場的持續時間、幾何形態和驅動機制等問題仍存在較大爭議。例如，有學者對月球“發電機”持續時間的問題提出完全不同的觀點，認為月球“發電機”難以長期存在，或許只能維持在月球形成最初的一億至兩億年。

    或廿八億年前反彈

    此次研究的嫦娥六號樣品年齡為二十八億年，處於關鍵的年齡空窗期，這為認識月球“發電機”時空演化提供了前所未有的機遇。

    蔡書慧表示，在本項研究中，研究團隊對獲批的嫦娥六號四顆毫米級玄武岩岩屑樣品開展磁學研究，結果顯示樣品記錄的古磁場強度，與此前研究認為的月球磁場強度在三十一億年前急劇下降之後可能一直處於低能量狀態不同，嫦娥六號玄武岩樣品的古磁場強度結果揭示，月球磁場可能在二十八億年前發生反彈，從而指示月球“發電機”在早期急劇下降後可能重新激活。

    月球磁場為何在二十八億年前發生反彈？研究團隊認為，其原因可能是月球“發電機”主要能量來源發生變化或初始驅動機制再次增強。對比不同“發電機”模型模擬結果顯示，嫦娥六號玄武岩記錄的古磁場強度與基底岩漿洋模型產生的場強最為一致，但也不能排除進動“發電機”的貢獻，同時，其他機制（如內核結晶）也可能為月球磁場“發電機”提供補充能量。