中新網(wǎng)北京1月3日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)家基于嫦娥五號月球樣品研究再獲一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)——20億年前月球仍存在弱磁場。
這項(xiàng)研究由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥研究員、蔡書慧副研究員及研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院國家天文臺、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)等單位合作伙伴共同完成，相關(guān)成果論文獲國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)旗下《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)最新一期以封面文章發(fā)表。
《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表本項(xiàng)研究成果的封面。《科學(xué)進(jìn)展》 供圖論文第一作者兼通訊作者蔡書慧介紹說，被形象稱為月球“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的月球磁場可以反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及熱狀態(tài)，也能影響月表環(huán)境。因此，認(rèn)識月球磁場的變化過程可以為理解月球演化歷史提供重要約束，但目前對于月球磁場持續(xù)時間及其中晚期演化過程仍存在較大爭議。
中國嫦娥五號任務(wù)從風(fēng)暴洋區(qū)域采回人類首批月球中緯度玄武巖樣品，玄武巖受到撞擊改造程度一般較小，能夠代表火山噴發(fā)時的月球古磁場強(qiáng)度。嫦娥五號玄武巖噴發(fā)年齡為20億年，代表迄今最年輕的月球玄武巖返回樣品，從而為獲取月球中晚期古磁場數(shù)據(jù)提供了獨(dú)特的機(jī)遇。
本次嫦娥五號玄武巖樣品研究成果藝術(shù)示意圖。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 供圖在本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)對獲批的嫦娥五號9顆毫米級玄武巖巖屑樣品進(jìn)行詳細(xì)磁學(xué)分析。針對月球返回樣品稀有量少、磁信號弱等特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)建立一套適合地外微小、弱磁樣品的高精度、低損耗磁學(xué)方法研究體系，為嫦娥五號及后續(xù)深空探測返回樣品磁學(xué)研究提供技術(shù)支持和保障。他們采用多種古強(qiáng)度測試方法，獲得月球20億年前可靠的“發(fā)電機(jī)”磁場信息，相關(guān)結(jié)果為認(rèn)識月球磁場“發(fā)電機(jī)”中晚期演化歷史提供了關(guān)鍵約束。
蔡書慧指出，此次研究結(jié)果顯示，月球在距今20億年前仍存在一個較弱的“發(fā)電機(jī)”過程，所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為2—4微特，這表明20億年前月球深部仍保持一定的熱對流或熱傳導(dǎo)，其驅(qū)動能量可能來源于內(nèi)核結(jié)晶、進(jìn)動、鈦鐵礦堆晶下沉等過程，仍然具有活力的月球深部可能為月球年輕火山活動貢獻(xiàn)了一定的熱量。
月球表面磁異常分布圖。五角星代表嫦娥五號月球探測任務(wù)著陸點(diǎn)。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 供圖《科學(xué)進(jìn)展》封面介紹稱，本項(xiàng)研究揭示20億年前月球存在一個微弱的“發(fā)電機(jī)”磁場，研究團(tuán)隊(duì)還提出年輕月球火山活動起源的另一種可能機(jī)制，這些研究成果將為月球太空風(fēng)化過程和揮發(fā)性物質(zhì)儲存等相關(guān)研究提供參考約束。
此外，《科學(xué)進(jìn)展》期刊同期還發(fā)表了國際行星領(lǐng)域著名學(xué)者、美國麻省理工學(xué)院本杰明·威斯(Benjamin P. Weiss)教授的解讀文章，文章認(rèn)為嫦娥五號玄武巖是目前返回的最年輕的玄武巖樣品，研究團(tuán)隊(duì)測得嫦娥五號玄武巖記錄的月球磁場古強(qiáng)度，提出月球“發(fā)電機(jī)”可能至少持續(xù)到月球演化的中期，并創(chuàng)新利用嫦娥五號獨(dú)特的地理位置嘗試討論月球磁場形態(tài)分布，為認(rèn)識月球磁場幾何形態(tài)提供了寶貴信息。(完)