以前的月球竟然像地球一样

爱玩的蛋哥 2024-12-20 08:58:47
一、月球背面古磁场

长久以来,人们对月球古磁场的探索受诸多因素限制,认知存在着较大的空白区域。在嫦娥六号成功实现月背采样之前,关于月球古磁场的研究数据,大多是来源于月球正面返回的样品。例如,通过对阿波罗返回样品的古磁场强度研究,我们知晓月球在 42 亿至 35 亿年前存在一个相对活跃的 “发电机” 所产生的磁场,强度可达几十微特,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。

但是这些研究基本集中在 30 亿年前的情况。由于月球背面的特殊性,这使得人们对月球背面古磁场的认识基本处于空白状态。这种信息的不对称性,也导致关于月球磁场持续时间、几何形态和驱动机制等问题存在很大争议。有部分学者对月球 “发电机” 持续时间的问题提出了完全不同的观点,认为月球 “发电机” 难以长期存在,或许只能维持在月球形成最初的 1 亿至 2 亿年。

嫦娥六号为我们打开了认识月球背面古磁场的全新大门。嫦娥六号成功在月球背面南极 - 艾特肯盆地预选着陆区着陆,并完成了智能快速采样,采回了人类首批月背样品。

这些采回的月球背面样品中,玄武岩样品记录了约 28 亿年前的磁场信息。中国科学院地质与地球物理研究所等相关研究团队对获批的 4 颗毫米级玄武岩岩屑样品开展了磁学研究,结果显示样品记录的古磁场强度约为 5 微特到 21 微特(中值约为 13 微特)。这一结果与此前研究认为的月球磁场强度在 31 亿年前急剧下降之后可能一直处于低能量状态不同,嫦娥六号玄武岩样品的古磁场强度结果揭示月球磁场可能在 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” 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。

二、月球背面古磁场的形成原因推测

大约 4.5 亿年前,一颗宽约 120 英里的小行星撞击月球南极时,形成了磁性物质,而这些物质很可能与月球磁场的产生有着密切关联。这种撞击带来的强大能量,促使月球表面的一些物质发生变化,具备了磁性特点,进而有可能成为月球磁场产生的基础条件之一。

流星体撞击月球表面这一现象在宇宙中较为常见,有科学家提出,当流星体撞击月球表面时会瞬间产生等离子体,使得月球附带弱磁场。

在流星体高速撞击月球表面的瞬间,会产生等离子体羽流等情况,撞击产生的等离子体(由月球表面蒸发产生的高导电性流体)在月球周围膨胀并最终包围了月球。此时,等离子体会被压缩并放大行星际磁场,也就是太阳风,随后,这些磁场将进入到月球的地壳中,进而有可能使月球产生磁场。并且,这一假设理论的部分内容得到了四个年轻的大型陨石坑的观测数据的支持,这些陨石坑在月球的相反位置具有强大的磁信号,侧面印证了流星体撞击产生等离子体进而影响磁场形成这一假说的合理性。

月球也曾有类似地球的 “磁场发电机”,这一 “发电机” 在月球磁场的形成与演化过程中扮演着极为重要的角色,对于月球背面古磁场的形成和演化同样有着千丝万缕的联系。

再从磁场强度在不同时期的表现来看,为何在 28 亿年前会出现反弹等情况,都和 “月球磁场发电机” 的各种变化息息相关,它的能量来源、驱动机制以及内部结构变化等多方面因素相互交织,共同书写着月球背面古磁场形成、演化的复杂历程,后续还需要更多的探测数据和理论研究去深入剖析其中的具体关联机制。

从目前来看,像中国科学院地球化学研究所与阿里云智能团队合作推出的专门为月球科学设计的世界首款专业多模态大型语言模型(LLM),就能够识别并按照大小、深度和形状对月球陨石坑进行分类,为进一步研究月球的地质演化提供关键数据。在未来的月球探测中,人工智能有望在数据处理、图像分析、模拟预测等多个环节发挥更加重要的作用,帮助科学家们从海量复杂的月球探测数据中,更高效地挖掘出有价值的信息,助力我们对月球背面古磁场以及月球整体演化的理解更加深入和全面。

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