嫦娥六号月壤样品有重大发现揭示月背古磁场反弹

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2024-12-20 11:56:23 中国网

12月20日，中国科学院专家利用嫦娥六号采回的月球背面样品在国际学术期刊《自然》杂志上发表了一项创新成果。研究团队通过分析这些样品中记录的约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，与先前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不同。这是人类首次获得月背古磁场信息，为认识月球磁场演化过程提供了关键锚点，也为“月球磁场发电机”的时空演化和驱动机制提供了重要约束。

嫦娥六号月壤样品有重大发现

地球液态外核导电流体的运动如同一个“发电机”，产生的磁场保护着地球的大气和水等宜居要素。月球也曾有过类似的磁场发电机。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。目前卫星观测和月表实测结果显示，现今月球已没有全球偶极磁场。阿波罗返回样品的研究显示，月球在42亿年至35亿年间存在一个相对活跃的磁场，强度可达几十微特（μT），接近现今地球磁场水平；该磁场在约31亿年前下降了一个数量级，之后维持在几微特的强度；磁场强度在15亿年至10亿年间再次下降，并最终在距今10亿年以后的某个时刻，月球发电机完全停止工作。由于样品的局限性，月球古磁场强度数据主要集中在30亿年前，而月球磁场中晚期演化过程缺乏约束。此外，已有数据均来自月球正面返回样品，人们对月背古磁场的认识基本处于空白。

嫦娥六号任务首次实现月背采样，从南极-艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑采集了首批月背样品。这些玄武岩主期次喷发年龄为28亿年，揭示出这些样品来自月球背面并处于关键的年龄空窗期，为认识月球发电机时空演化提供了前所未有的机遇。

中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队对获批的4颗毫米级玄武岩岩屑样品进行了磁学研究，结果显示样品记录的古磁场强度为5至21微特（中值约13微特）。这表明月球磁场可能在28亿年前发生反弹，指示月球发电机在早期急剧下降后可能重新激活。其原因可能是发电机的主要能量来源发生变化或初始驱动机制再次增强。对比不同发电机模型模拟结果，嫦娥六号玄武岩记录的古磁场强度与基底岩浆洋模型产生的场强最为一致，但也不能排除进动发电机的贡献，同时其他机制如内核结晶也可能为月球发电机提供补充能量。

《自然》审稿人指出，这项研究具有高度原创性，研究团队对人类首批月球背面玄武岩进行了严谨的古地磁分析，提供了高质量的数据。其中一位审稿人表示，这篇论文报告了月球古磁场在Apollo和Luna采样未涉及的独特时间和地点的测量结果，填补了月球古磁场记录中长达十亿年的空白，并首次提供了来自月球背面的古磁场测量结果，为我们对月球磁场的新认识做出了重大贡献。

(责任编辑：张小花 TT1000)

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