月球磁場為何神秘消失？50億年月核熔岩停止流動！

早期的月球專家表示， 月球的磁場很弱或根本沒有磁場， 而月岩的樣品顯示它們被很強的磁場磁化了。 這對NASA的科學家們又是一次衝擊。 因為他們以前總是假設月岩是沒有磁性的。 這些科學家無法解釋這些強磁場的來源。

耗時三十年終於搞清月球磁場為什麼消失

在對美國阿波羅號宇航員從月球上帶回的岩石的研究中， 科學家們發現， 月球周圍的磁場強度不及地球磁場強度的1/1000, 月球幾乎不存在磁場。 但是， 研究表明， 月球曾經有過磁場。 後來不知道為什麼竟神秘地消失了。 宇宙天體都有磁場， 為什麼偏偏月球幾乎沒有磁場呢？為了解開這個謎， 美國科學家用了長達三十年的時間。 最新一期英國《自然》雜誌向人們揭開了這個謎底。

月球磁場從其誕生之後的5—10億年開始， 直至36－39億年期間， 是有磁場的。 但是， 當它出現了6—9億年之後， 磁場卻突然消失了。 地球的磁場起源於地球內部的地核， 科學家認為， 地核分為內核和外核， 內核是固態的， 外核是液態的。 它的粘滯係數很小， 能夠迅速流動， 產生感應電流， 從而產生磁場。 也就是說， 所有的行星其磁場都是通過感應電流作用才產生的。

但是， 對月球表面岩石的分析結果告訴人們， 月球不存在可以產生感應電流作用的內核。 相反， 所有的證據告訴人們， 月球的表面是一個已經溶解的外殼， 是由流動的熔岩流體形成的「海」， 後來因冷卻變成了現在這副模樣。 最初， 幾乎所有的天文學者都以為人類在月球上找到了海， 其實月球上發暗的部分， 正是熔岩流體冷卻形成的。 那麼， 磁場到底是從哪裡產生的呢？美國加利福尼亞大學地球行星系的思德克曼教授率領的物理學專家組針對這一專題進行了三維模擬試驗。 經試驗， 他們終於得出了結論。 據該小組介紹：體輕且流動的岩石， 形成了熔岩的「海洋」， 它們在從下面漂向月球表面的時候， 在其表面之下殘留了大量的類似釷和鈾一樣的重放射性元素。 這些元素在崩潰時放出大量的熱， 這些熱量就像電熱毯一樣， 加熱了月球的內核。 被加熱的物質與月球的表面形成對流， 從而產生了感應電流作用。 此時， 也就產生了月球磁場。 但是， 當放射性元素崩潰超越一定時點時， 對流現象中止， 於是感應電流作用也隨之消失。 正是由於這樣的變化， 才最終導致月球磁場的消失。

來自麻省理工學院、羅格斯大學(Rutgers University)和加州大學柏克萊分校的美國研究人員發現， 阿波羅15號太空人帶回的月球岩石樣本測量到大約5微特斯拉(microtesla)的磁場。

在大約45億年前， 地球標記I (Earth Mark I)與一顆火星大小的天體發生大規模碰撞之後， 月球也有熔化的內部物質， 足夠的滾動和攪動使得它具有高達70微特斯拉相對強的磁場。

隨著時間過去， 當月球冷卻時， 它的磁場減弱。 當阿波羅號太空人在將近半個世紀前測試月球表面時， 他們發現月球的磁場差不多是零， 大約比地球低1百倍。

為什麼月球磁場存留這麼久還是一個謎。 大約在碰撞後的35.6億年前， 月球的磁場處於尖峰強度， 然後在大約4億年後， 開始衰減到大約4微特斯拉。

奇怪的是， 它的熔岩核心應該在大約50億年前就被封閉起來。 但有些東西一直讓它維持現狀。

麻省理工學院研究員Benjamin Weiss說：「行星磁場藉由移動的液態金屬來產生的概念， 真的是一個只有幾十年的想法。 」

不斷的隕石撞擊， 可能在給予月球更多的熱能方面發揮很小的作用， 然而太空岩石的密集撞擊， 在35.6億年前就已經顯著地變得平靜。

第二個想法認為， 月球在更接近地球時， 它的「搖晃」就越多， 一直維持內部的晃動， 直到它遠離地球。

另一種可能性是， 來自於它的核心的礦物質的結晶化所產生的熱度上升， 可能已經足以維持對流翻轉， 來回推動這些帶電粒子到足以產生磁場。

在這項最新研究中， 這些科學家採用阿波羅15號的玄武岩樣本。 這些樣本來自於月球北半球的雨海(Mare Imbrium)東部內一個隕石坑邊緣， 年代大約是33億年前。

這些玄武岩包含了玻璃碎片， 這些玻璃碎片是大約在10億到25億年前， 在月球附近的隕石撞上月球所造成的。

這些碎片熔化， 然後迅速冷卻， 使得鐵原子在任何可能的磁場影響下重新排列。

磁力測試顯示， 儘管時間過去， 仍然有微弱但非零的磁場存在。

這項發現暗示月球一定有兩個機制來為它的發電機提供動力， 一個在月球年輕的時候， 有些東西延長了磁場的產生更長久。

到目前為止， 核心假說的緩慢結晶化似乎是最受歡迎的， 但需要更多的研究來更好地判斷月球核心的組成。

Tikoo說：「每當我們研究可能在適居地區的系外行星或系外行星的衛星時， 我們可以把磁場考慮為可居住的重要因素。 」

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