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    月球磁場為何會消失?

    作者:中科院國家空間科學中心  人氣: 次  時間:2020年03月12日  星級:


      最新研究表明,大約10億年前,當月球“內部發動機”停止工作時,月球曾經的保護磁場逐漸消失。

      為了確定之前月球磁場的強度大小,研究人員分析了月球表面巖石樣本,這些巖石源自一次天體大撞擊過程。伴隨著天體大撞擊熔巖逐漸冷卻,其內部微小顆粒與月球磁場重新排列,成為當時磁場強度和方向的快照。

      研究人員稱,10億年前月球磁場已下降至0.1微特斯拉,大約是現在地球磁場500倍,這表明驅動月球磁場的“發動機”——由月核結晶物質驅動,已停止運行。

      地球磁場是液態金屬在地核中移動時產生的電流產物,它對保護人們免受來自太陽的帶電粒子流沖擊至關重要。目前科學家發現月球曾存在一個強大的磁場,但現在這個磁場早已消失。

      

      當前月球仍然緩慢地遠離我們,大約每年偏離2.5米,韋斯教授和同事之前發現大約40億年前月球磁場強度是100微特斯拉,大約是現今地球磁場強度的兩倍。

      月球強大磁場可以保護月球表面不受太陽風的影響,太陽風是太陽釋放的超音速等離子體,月球磁場可能阻止表面被風化,以及避免月球土壤中包含大量太陽氣體,就像現今的情況一樣。據推斷,在月球磁場存在的時期,它與地球的距離是現在的兩倍。

      當前月球仍然緩慢地遠離我們,大約每年偏離2.5米,韋斯教授和同事之前發現大約40億年前月球磁場強度是100微特斯拉,大約是現今地球磁場強度的兩倍。

      

      研究小組通過分析月球表面火山活動形成的月球巖石樣本確定了這一結論,當噴發物質冷卻凝結時,構成巖石的微小顆粒將與月球磁場方向保持一致,就像微型冰凍羅盤一樣,捕捉到月球磁場強度和方向的快照。

      事實上,當前這種測量法分析月球早期磁場存在一定的局限性,研究人員依據正在形成的熔巖進行分析,然而,大約30億年前月球上的火山活動基本上已停止。

      30億年前的月球一直是個謎團,因為當前未發現該時期的巖石記錄,火山并不是月球形成熔巖的唯一途徑,當某些天體碰撞月球表面時,一些熔融物質就會形成。

      2017年,研究小組發現25億年前月球在一次天體大撞擊事件中形成巖石,同時他們研究證實當時月球磁場下降至大約10微特斯拉。在他們的最新研究中他們發現了類似的巖石結構,可能是大約10億年前一次天體大撞擊之后形成的,推測當時的磁場不會超過0.1微特拉。

      該研究表明月球驅動磁場的“內部發動機”已關閉,月球磁場可能受兩種不同進程驅動。最初,月球軌道接近地球,導致月球內核液體出現引力攪拌,產生了為磁場提供動力的發動機效應,然而,隨著地球和月球之間距離的不斷增加,第二種被稱為“核結晶”的過程可能更加重要。

      在這個過程中,月球稠密的鐵內核逐漸形成,并攪動了內核以外周邊液體物質,產生了磁場。當月球內核完全脫離外殼逐漸結晶形成,驅動磁場的“內部發動機”就停止工作,盡管目前科學家仍不清楚該過程是突然發生,還是在月球磁場消失前忽隱忽現。

      

      磁場彌漫在太空中,像一種無形的力場,我們現已證明,產生月球磁場的發動機在15億-10億年前就已消失。

      月球“內部發動機”至少持續20億年,這是因為月球是一顆較小天體,其冷卻速度比行星更快。韋斯說:“火星直徑大約是月球兩倍,但人們普遍認為,火星磁場‘內部發動機’在40億年前就已經結束,月球磁場‘內部發動機’一定存在不同尋常的秘密。”

      隨著初步研究的完成,研究人員目前希望不僅僅測量月球磁場強度,研究人員正在嘗試使用阿波羅月球巖石樣本測量遠古時期月球磁場方向,從而構建出月球磁場的原始方位。


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