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遠古月球磁場去哪兒了解謎關鍵是找到內部發電

作者:爱博网站   |   时间:2020-04-14 05:00   |   浏览:132   

眾所周知,我們的地球擁有強大的磁場。當太陽風侵襲地球時,由于磁場的阻擋,爱博网站|首页地球周圍會形成一個巨大的“隱形殼體”——磁層,阻擋了絕大部分太陽風等離子體進入地球,這不僅能防止我們的大氣層被太陽風剝離,也對地球生物形成了有效的保護。

磁場的重要性不言而喻。月球是一個類似地球的固體行星類天體,月球磁場自然也是行星科學家關注的焦點之一。過去數十年的探測和觀測發現,當今月球整個月面的平均磁場強度小于0.2微特斯拉,表明其目前要么根本不存在全球分布的磁場,要么僅僅存在一個極端微弱的全球磁場。

同時,探測也發現月球存在著明顯的月殼磁場強度異常分布。中國科學院國家天文臺研究員平勁松介紹,探測和研究月球磁場的方式主要有兩類,一類是通過繞月衛星和著陸器攜帶的磁力儀和電子反射譜儀等設備探測月殼現存的剩余磁場空間分布;另一類是對阿波羅探月計劃采集的月面巖石樣品進行分析,獲得剩余磁場信息和撞擊時代信息,推斷早期月球磁場的存在和演化特性。

其中,使用巖石樣品研究磁場是地球物理場檢測分析的經典技術之一,在古地磁研究中也經常用到。早在1971年,科學家們就對阿波羅11號采樣得到的兩塊月巖樣品進行了實驗室分析,確認了月球巖石樣品中存在微弱剩余磁場,并排除了巖石長期暴露在地球磁場中而產生感應磁場的可能性。

月球磁場與地球磁場的特性截然不同,使得月球磁異常的起源成了一個極重要的、存有爭議的月球科學問題。學界一般認為,繞月衛星觀測到的月殼微弱磁場和月球磁異常源于月殼在一定磁場環境中的自然剩余磁化,有理由推測在月球誕生后的演化早期存在類似地球的內稟磁場,比如存在一個早期的發電機磁場。

有研究認為,月球的首次發電機效應可能在40億年前產生了強大的磁場。在距今約42.5億到35.6億年間,月球表面的磁場強度在20—110微特斯拉之間,最大強度約為地球當前磁場強度的兩倍。由此可見,月球內部“發電機”一度很強大,其壽命也相當長。

在月球早期歷史中,強大磁場可以保護月球表面不受太陽風的影響,阻止表面被快速風化,同時避免月球土壤中包含大量來自太陽氣體的成分。在這之后,月球磁場強度開始減弱,大約在31.9億年前時已經下降了至少一個數量級。

對月球“發電機”的成因,還有另一種推測。有行星科學家認為,在巖漿海時代后期,月球上曾經存在很多質量比較輕而且流動著的熔巖,這些熔巖在飄往月球表面的時候留下了很多放射性元素。這些元素衰變后散發大量的熱讓月球內核以及周圍的物質和月球表面形成了對流,對流產生感應電流,從而產生了月球磁場,隨著放射性元素的衰竭,月球內核逐漸冷卻下來,磁場也就跟著消失了。

事實上,目前對于月球“發電機”的形成和演變機制尚無定論。新近的研究認為,早期的月球軌道更加接近地球,導致月球內核液體出現潮汐力矩擾動,類似于地球液態核的運行方式,產生了為磁場提供動力的發電機效應。之后地球和月球之間的距離不斷增加,潮汐力矩擾動減弱,核結晶的驅動過程可能變得更加顯著。

金星與地球大小相近,和地球的距離也相對比較近。他倆還有很多其他相似的地方,因此有時候被稱為“孿生”星球。但兩顆行星的大氣層和磁場卻截然不同。大家都很好奇,金星為什么沒有磁場,“轉得慢”或許是原因之一。

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