没有磁场的月球，为何惊现超强磁性岩石？

月球的磁性去了哪里？现今的月球不存在类似地球的全球性偶极磁场‌。几十年来，科学家们一直在试图了解为什么尽管月球如今没有磁场，但月球上的一些岩石却具有强磁化。

20世纪60年代和70年代，美国宇航局阿波罗计划带回地球的月球岩石，以及来自轨道飞行器的数据显示，月球表面的部分区域—尤其是背面—含有具有惊人强磁场特征的岩石。

形成原因

数十亿年前的一次大规模小行星撞击可能短暂地增强了月球古老而微弱的磁场，留下了至今仍可在月球岩石中检测到的磁场痕迹。

在发表于《科学进展》杂志的一项研究中，研究人员通过详细的模拟表明，一次撞击，例如来自大型小行星的撞击，可能产生一团电离粒子云，短暂地笼罩着月球。

这些等离子体会绕着月球流动，并聚集在与最初撞击点相反的位置。在那里，等离子体会与月球微弱的磁场相互作用，并短暂地增强其强度。该区域的任何岩石都可能在磁场迅速消失之前记录到磁场增强的迹象。

虽然月球曾经拥有由小型熔融核心产生的微弱磁场，但该团队的研究表明，该磁场本身可能不足以磁化表面岩石。然而，一次大规模小行星撞击可能至少暂时改变了这一状况。

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一次强烈的撞击——很可能就是造成月球巨大雨海盆地的那次撞击——会蒸发月球表面物质，并形成一团过热的带电粒子，即等离子体。

当等离子体包裹月球时，大部分等离子体会聚集在撞击点的另一侧，暂时增强该区域的月球磁场。根据这项新研究，该地区的岩石可能在磁场消散之前捕捉到了这种短暂的磁涌。

研究结果表明，撞击可能引发了席卷月球并汇聚到月球背面的地震冲击波。这些冲击波很可能在磁场达到峰值时“抖动”了附近岩石中的电子——有效地锁定了磁场的方向，就像地质快照一样。

未来的任务可能会检验该团队的理论。磁化最强的岩石位于月球南极附近，也就是月球背面——包括美国宇航局阿尔忒弥斯计划在内的多个国际任务计划在未来几年探索该区域。

如果这些岩石同时显示出冲击波和古老磁力的迹象，就可以证实月球的磁异常是由巨大的小行星撞击造成的。

表面磁性的典型解释是，地球内部存在一个由“发电机”—也就是熔融、翻腾的物质核心—产生的全球磁场。

如今的地球正是通过这种“发电机”过程产生磁场，人们认为月球曾经也可能产生过类似的磁场，尽管月球的内核小得多，产生的磁场也会弱得多，这或许无法解释观测到的高度磁化的岩石，尤其是在月球背面。

一种确定的方法是直接对岩石进行取样，寻找冲击波和强磁性的迹象。这可能是可能的，因为这些岩石位于月球背面，靠近月球南极，而美国宇航局的“阿尔忒弥斯”计划等任务计划在那里进行探索。

研究人员采取了不同的策略。他们没有考虑太阳磁场，而是假设月球曾经拥有一个发电机，能够产生自身的磁场，尽管磁场强度很弱。考虑到月球核心的大小，他们估计这样的磁场强度约为1微特斯拉，比如今的地球磁场弱50倍。

“几十年来，月球的磁性一直存在一个谜团——它究竟是撞击造成的，还是发电机造成的？”纳雷特说：“月球磁场的很大一部分仍未得到解释。”

大家知道我国嫦娥五号在月球风暴洋区域采集了人类首批月球中纬度玄武岩样品。

基于嫦娥五号月壤样品，来自该所、中国科学院国家天文台、中国地质大学（武汉）等单位的科研人员采用多种古强度测试方法，成功获得月球20亿年前的磁场信息。

研究显示，月球在20亿年前存在一个较弱的磁场。相关研究成果在线发表于《科学进展》杂志。

结果显示，20亿年前，月球存在一个较弱的“发电机”过程，所产生的磁场为2—4微特。这表明，月球深部在20亿年前仍具有一定活力，保持一定的热对流或热传导，并可能向月幔传输热量。