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記者從中國科學院獲悉，我國科學人員利用嫦娥六號采回的月球背面樣品發(fā)現(xiàn)月球磁場強度可能在約28億年前發(fā)生了反彈，與先前科學界認為的月球磁場在約31億年前急劇下降且一直處于低能量狀態(tài)不同。這一研究成果是人類首次揭示月背古磁場信息，為我們認識月球磁場演化過程提供了關鍵錨點，進而為月球磁場“發(fā)電機”時空演化和驅動機制提供了關鍵約束。該成果北京時間12月20日在國際學術期刊《自然》在線發(fā)表。

嫦娥六號玄武巖樣品磁場記錄揭示28億年前存在相對活躍的月球磁場“發(fā)電機”

地球液態(tài)外核導電流體的運動如同一個“發(fā)電機”，其產(chǎn)生的磁場像保護傘一樣包裹著地球，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(huán)境。月球也曾有過與地球類似的磁場“發(fā)電機”。因此，了解月球磁場“發(fā)電機”的演化過程對于揭示月球的內(nèi)部結構、熱歷史以及表面環(huán)境具有重要意義。

衛(wèi)星觀測和月表實測結果都顯示，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度研究指示月球在42億年前到35億年前存在一個相對活躍的“發(fā)電機”所產(chǎn)生的磁場，強度可達幾十微特（μT），接近現(xiàn)今地球磁場水平；該磁場在約31億年前下降了一個數(shù)量級，之后維持在幾微特的強度；磁場強度在15億年前到10億年前再次下降，并最終在距今10億年以后的某個時刻，月球“發(fā)電機”完全停止工作。由于樣品的局限性，目前發(fā)表的月球古磁場強度數(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識基本處于空白。月球古磁場時空分布信息的缺乏導致關于月球磁場的持續(xù)時間、幾何形態(tài)和驅動機制等問題仍存在較大爭議。例如，有學者對月球“發(fā)電機”持續(xù)時間的問題提出了完全不同的觀點，認為月球“發(fā)電機”難以長期存在，或許只能維持在月球形成最初的1億年到2億年。

中國科學院地質與地球物理研究所朱日祥院士和蔡書慧副研究員等聯(lián)合中國科學院國家天文臺的研究團隊對獲批的4顆毫米級玄武巖巖屑樣品開展了磁學研究，結果顯示樣品記錄的古磁場強度約為5微特到21微特（中值約13微特）。與此前研究認為的月球“發(fā)電機”強度在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度結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”在早期急劇下降后可能重新激活。其原因可能是“發(fā)電機”主要能量來源發(fā)生變化或初始驅動機制再次增強。對比不同“發(fā)電機”模型模擬結果，嫦娥六號玄武巖記錄的古磁場強度與基底巖漿洋模型產(chǎn)生的場強最為一致，但也不能排除進動“發(fā)電機”的貢獻，同時其他機制（如內(nèi)核結晶）也可能為月球“發(fā)電機”提供補充能量。

《自然》審稿人指出，這是一項具有高度原創(chuàng)性的研究，研究團隊對人類首批月球背面玄武巖進行了嚴謹?shù)毓诺卮欧治�，提供了高質量、高水準的數(shù)據(jù)。另一位審稿人表示，這篇論文報告了月球古磁場在Apollo和Luna采樣未涉及的獨特時間和地點的測量結果，填補了月球古磁場記錄中長達十億年的空白，并首次提供了來自月球背面的古磁場測量結果。作者們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識作出了重大貢獻。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）