數十年來,關于月球是否曾擁有過強磁場,還是其磁場始終處于微弱狀態,這一科學界曠日持久的爭論從未平息。
如今,一項針對阿波羅時代月球巖石樣本的全新分析為這一謎題提供了關鍵線索。研究建議,月球磁場在絕大部分時間里可能都是微弱的,盡管它在早期曾經歷過短暫且劇烈的強度爆發。這一發現或許將徹底終結這一長期懸而未決的公案。
這項于2月26日發表在《自然-地球科學》雜志上的研究指出,月球磁場在演化早期的特定階段曾大幅增強。這一過程發生在距今約35億至40億年前。縱觀月球長達45億年的漫長歷史,磁場在絕大多數時間內都表現得十分乏力。
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這場關于月球磁場的長期論戰,其根源在于月球巖石樣本的局限性。在1969年至1972年間的六次阿波羅登月任務中,飛船均在月球赤道附近區域著陸。研究人員指出,這些任務的降落地點地理位置相近,采集到的巖石類型也具有高度的相似性。
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對于當時的宇航員而言,將小型著陸艙降落在廣闊平坦的玄武巖區域,即所謂的“月海”地帶,是最為安全穩妥的選擇。這些區域實際上是古代隕石撞擊導致原始巖石熔化后,由涌出的巖漿形成的古老熔巖平原。
在阿波羅12號任務中,一名宇航員正在采集月球樣本,其隊友則在一旁記錄。根據美國國家航空航天局提供的影像顯示,阿波羅計劃的著陸區域普遍富含高鈦玄武巖。
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這項最新的研究繪制了月球樣本中鈦含量與巖石磁化強度之間的關聯圖表。科學家們通過精密分析發現,鈦含量低于6%的巖石樣本顯示的磁場強度較弱;與之相對,在鈦濃度較高的巖石中,磁場強度則明顯更強。
這一結果表明,高鈦巖石的形成與強月球磁場的產生之間存在著必然的聯系。研究人員認為,深藏于月球內部的富鈦物質熔化,在特定時期觸發了劇烈的內部活動,進而臨時性地生成了極強的磁場。
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阿波羅月球巖石構成了目前地球上月球樣本庫的主體。據克里斯蒂拍賣行估算,地球上約有650公斤的月球巖石來自隕石。而根據美國國家航空航天局的數據,阿波羅任務采集的樣本總量約為382公斤。
牛津大學的聲明指出,由于許多富含鈦的阿波羅巖石都經過了科學家的深入分析,這在學術界造成了一種錯覺,即認為強磁場在月球上存在了很長時間。但這一觀點引發了其他科學家的質疑,他們認為月球核心的半徑僅為月球總半徑的七分之一,如此微小的核心很難在漫長的演化史上維持強磁場。
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通過運行模擬模型,研究人員證實了這種“采樣偏差”的存在。模型顯示,如果科學家對一組隨機選取的月球樣本進行分析,其中包含強磁場特征的巖石本應寥寥無幾。
目前,科學界寄希望于美國國家航空航天局領導的阿耳忒彌斯宇航員任務。該計劃旨在不同的地點降落,以采集能夠反映月球45億年完整歷史的各類樣本,從而修正現有的認知偏差。
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喬恩·韋德進一步解釋道,如果外星探險者為了降落安全而特意選擇平坦的表面,這種偏差將更加嚴重。阿波羅任務集中在月海區域純屬偶然,如果當初選擇了其他著陸點,科學家可能早就會得出“月球磁場始終微弱”的結論,從而完全錯過早期月球歷史中這段極其重要的華章。
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