地球有磁場(chǎng)，但你知道，月球曾經(jīng)也有磁場(chǎng)嗎？此前研究認(rèn)為，31億年前，月球磁場(chǎng)強(qiáng)度曾急劇下降，之后一直很弱。昨天(20日)，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)來(lái)自我國(guó)科學(xué)家對(duì)嫦娥六號(hào)取回樣品的研究結(jié)果，這個(gè)研究結(jié)果給出了不一樣的答案。

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

　　月球也曾有磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)？

　　地球會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，它像一個(gè)保護(hù)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(guó)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(chǎng)源自地核的一個(gè)“發(fā)電機(jī)”，月球也曾有過與地球類似的磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)，但又與地球磁場(chǎng)有很多不同。

　　蔡書慧：地磁場(chǎng)是由地球液態(tài)外核導(dǎo)電流體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，就像發(fā)電機(jī)一樣能夠產(chǎn)生能量，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)從地核穿過地幔、地殼一直到達(dá)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(chǎng)發(fā)電機(jī)。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(chǎng)發(fā)電機(jī)能量來(lái)源和它的運(yùn)行機(jī)制，還有產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)弱、磁場(chǎng)的持續(xù)時(shí)間可能和地球都不一樣。

　　月球曾有過磁場(chǎng)環(huán)繞

　　盡管衛(wèi)星觀測(cè)和月表實(shí)測(cè)結(jié)果都顯示現(xiàn)今月球已經(jīng)沒有全球偶極磁場(chǎng)，但曾經(jīng)它也有過磁場(chǎng)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(gè)相對(duì)活躍的發(fā)電機(jī)，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，高的時(shí)候能達(dá)到幾十個(gè)微特，能接近現(xiàn)今地球磁場(chǎng)的水平。但也有一些報(bào)道認(rèn)為在活躍期，月球的磁場(chǎng)是波動(dòng)的。在活躍期之后，大概在31億年左右時(shí)，月球的磁場(chǎng)有顯著下降。之后15~10億年之間，它的強(qiáng)度又一次下降，最終在距今10億年以后的某個(gè)時(shí)刻，這個(gè)發(fā)電機(jī)可能完全停止了。

　　人類首批月背樣品

　　帶來(lái)了什么新發(fā)現(xiàn)？

　　此前研究勾勒出月球古磁場(chǎng)的大致活躍時(shí)間表，但爭(zhēng)議和謎團(tuán)依然很多。比如，有學(xué)者對(duì)月球發(fā)電機(jī)持續(xù)時(shí)間的問題提出了完全不同的觀點(diǎn)，認(rèn)為月球發(fā)電機(jī)難以長(zhǎng)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(lái)自月球正面返回樣品，人們對(duì)月背古磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)基本處于空白。

　　嫦娥六號(hào)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(guó)科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)，嫦娥六號(hào)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(shí)月球發(fā)電機(jī)時(shí)空演化提供了前所未有的機(jī)遇。中國(guó)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(tuán)隊(duì)對(duì)樣品中的4顆毫米級(jí)玄武巖進(jìn)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(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，我們分離出古磁場(chǎng)強(qiáng)度大概是5~20微特的區(qū)間，它的中值大概是十幾個(gè)微特。以前的研究結(jié)果認(rèn)為，月球發(fā)電機(jī)強(qiáng)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(shí)它的中值是十幾微特的強(qiáng)度，是相對(duì)比較活躍的月球發(fā)電機(jī)，跟之前的認(rèn)識(shí)不太一樣。

　　月球磁場(chǎng)可能在28億年前發(fā)生反彈

　　為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的波動(dòng)？

　　嫦娥六號(hào)玄武巖樣品揭示月球磁場(chǎng)可能在28億年前發(fā)生反彈，這說(shuō)明月球發(fā)電機(jī)在早期急劇下降后可能重新激活。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的波動(dòng)？研究團(tuán)隊(duì)做了進(jìn)一步探索。

　　蔡書慧：我們推測(cè)可能是發(fā)電機(jī)主要的能量來(lái)源發(fā)生了變化，或是它最開始是某一種機(jī)制驅(qū)動(dòng)，到這個(gè)時(shí)候原始的驅(qū)動(dòng)機(jī)制由于某種原因，能量衰弱了，所以導(dǎo)致磁場(chǎng)減弱，到了28億年可能由于某種原因又增強(qiáng)了。

　　我們對(duì)比了不同發(fā)電機(jī)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(chǎng)強(qiáng)最為一致，比較接近這種驅(qū)動(dòng)機(jī)制。但我們也不能排除月球的進(jìn)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，同時(shí)也有研究認(rèn)為月球內(nèi)核的結(jié)晶也能夠?yàn)樵虑虼艌?chǎng)提供一些輔助的能量。

　　蔡書慧認(rèn)為，這個(gè)結(jié)果告訴我們?cè)虑虼艌?chǎng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制可能并沒有我們之前想得那么單一，這個(gè)結(jié)果也填補(bǔ)了月球古磁場(chǎng)記錄中長(zhǎng)達(dá)十億年的空白。

　　蔡書慧：這個(gè)結(jié)果提供了第一個(gè)月球背面的古磁場(chǎng)信息，為月球演化10億年的空窗期提供了一個(gè)關(guān)鍵的錨點(diǎn)。有了這些信息，我們就可以更好地了解月球磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)的時(shí)空演化和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，使我們對(duì)月球磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)又更進(jìn)了一步。