假如你把传统的指南针带到月球上去,很惋惜地告知你,它简直没有用。今日的月球上短少大局磁场, 可是数十亿年前,月球的确存在磁场,而且它乃至或许比今日的地球磁场还强。
科学家以为,月球磁场像地球相同,是由搅动月球的内核所发起的,可是后来内核的搅动及其发生的磁场却逐步消失了。
现在麻省理工学院和其他组织的科学家现已能够确认月球磁场的完结时刻:大约十亿年前。该发现宣布在1月1日的《科学发展》杂志上。新的时刻排除了月球后期驱动内核搅动的些理论,而且以为其时的磁场是一种特别的中心结晶在起效果。当月球的内部铁芯结晶时,液体芯的带电流体被敏捷拌和,发生了发电机效应。
磁场是一种充满在太空中的含糊事物,就像一个看不见的力场相同。现在科学家们现已证明,发生月球磁场的发电机开端在10亿年前消亡,而且它们好像是以类似于地球的办法发生电磁效应的。
在曩昔的几年中,麻省理工学院地球、大气和行星科学教授本杰明·魏斯领导的团队和其他组织团队,在距今40亿年的月球岩石中发现了大约100微特斯拉的强磁场痕迹,而咱们今日的地球磁场约为50微特斯拉。
2017年魏斯领导的小组研讨了美国宇航局从阿波罗项目中搜集的岩石样本,从中发现的磁场强度很弱,低于10微特斯拉,并确认其年纪约为25亿年。其时他们的观念是,月球发电机或许有两种运行机制:第一种或许在大约40亿年前更早发生了更强的磁场,然后在至少25亿年前被第二种时刻更长的机制所替代,可是该磁场要弱许多。
来自阿波罗使命的大多数磁性研讨样本都来自陈旧的月球岩石,可追溯到大约30亿至40亿年的前史。这些岩石开始作为熔岩喷发到其时年青尚不长远的月球外表,跟着它们的冷却,微观晶粒的摆放办法和月球磁场的方向对齐。月亮的大部分外表被此类岩石掩盖,尔后一向坚持不变,因而无缺保存了古代磁场的记载。
可是很难找到磁前史始于30亿年前的月球岩石,由于此刻大多数月球火山活动都已中止,所以曩昔30亿年的月球前史一向是个谜。尽管如此,研讨人员仍是确认了两个月球样品归于这一时期,这些样品是由宇航员在阿波罗飞翔使命期间搜集的,它们好像在10亿年前遭到了巨大的冲击,成果熔化后从头成为一体,以至于有关它们古代的磁记载简直被删除了。
该小组将样品带回实验室,首要剖析了每块岩石电子的方向,它们要么沿现有磁场的方向对齐,要么在没有磁场的情况下以随机方向呈现。关于这两块月球岩石,研讨小组观察到它们都归于后者:电子的随组织型,这表明岩石构成在简直为零的十分弱的磁场中,不超越0.1微特拉斯。
然后研讨小组运用一种放射测年技能确认了这两个样品的时代。而且对样品进行了一系列测验,以检查它们是否的确是好的月球磁场记载者。换句话说,一旦它们遭到巨大冲击而从头加热,能够发现它们是否依然满足灵敏,还能够在月球上记载一个弱磁场。
为了答复这样的一个问题,研讨人员将这两个样品放在烤箱中,并用高温处理以有用消除其磁记载,然后在岩石冷却后将其暴露在实验室中人工发生的磁场中。
成果证明,这两个样品的确是牢靠的磁记载器,而且它们开始丈量的场强为0.1微特斯拉,精确地代表了十亿年前月球极弱磁场的最大或许值。一个0.1微特斯拉的磁场场太低了,很或许在这时候月球发电效应现已完毕了。
新的发现与预期的铁核结晶寿数相吻合,铁核结晶被以为是一种月球发电机机制,该机制或许在月球前史的后期发生弱而长命的磁场。
魏斯解说说,在铁核结晶之前,一种称为进动的机制或许会发生更强壮,但时刻继续更短的发电机效应。进动是一种现象,经过这种现象,比如月球之类的物体的固体外壳接近比如地球之类的更大的物体,会跟着地球的重力而摇摆,这种摇摆搅动了铁芯中的液体。
大约40亿年前,婴幼儿时期的月球或许比今日离地球更近,而且更简单遭到地球引力的影响。跟着月球缓慢移离地球,进洞的效果削弱,然后削弱了发电机制和磁场。魏斯说,大概在25亿年前,铁核结晶成为月球发电机继续工作的首要机制,发生了一个较弱的磁场,跟着月球的中心终究彻底结晶,磁场逐步散失。
该研讨团队正在寻觅丈量月球古代磁场方向的办法,希望能搜集有关月球演化的更多信息。此项研讨在某些特定的程度得到了NASA的支撑。