月球曾经和地球一样:有炽热的内核、有磁场
他们相信,至少在10亿年内,月球会有一个活跃的核心,这个核心是动态的、熔化的、持续对流的,因此会产生一个强磁场。然而,研究人员仍对这种熔化核心的驱动机制以及它最终将如何消失存有疑问。
麻省理工学院的行星科学家、该研究的合著者本杰明·韦斯说:“我们认为行星产生磁场的机制在于其核心深处导电流体的运动。”
地球核区域的熔融金属流体构成了地球内部的“发电机”——不断产生电流,从而产生地球磁场。
行星“发电机”是由电磁感应原理产生的,通过电磁感应,行星内核中的湍流导电流体形成行星磁场。
例如,地球的液体核心是由地球的冷却过程驱动的,在这个过程中,不同密度的流体受到干扰,用威斯的话说,这就像一个“熔岩灯”。
韦斯说:“我们现在主张的是,对阿波罗取回月球岩石样本的研究表明,月球过去也有一个熔化的核心和自己的‘内部发电机’。他说:“我们的数据显示,尽管月球的质量相对较小——只有地球的1%,但它的‘内部发电机’机制非常强大(甚至超过了今天地球磁场的强度),而且持续时间也不短,从大约42亿年前开始,一直持续到大约35.6亿年前。这个时期与早期太阳系的大爆炸时期相吻合。在此期间,内太阳系的所有主要天体都被大量陨石击中,这与地球上最早出现的生命记录相吻合,比现有线索显示的地球上最早出现的发电机机制要早。”
今天月球上没有全球磁场。然而,阿波罗时代宇航员收集的岩石样本的分析结果表明,月球可能在数十亿年前就有了这样的全球磁场。然而,科学家们仍然无法证实月球的古代磁场产生机制是否与地球的磁场产生机制完全一致,或者也许月球的磁场是由外部因素造成的。例如,如果月球被大规模陨石撞击,可能会产生超高温等离子体,这将产生一个强大但只是暂时的磁场,从而解释了宇航员取回的月球岩石的磁化特性。
韦斯和前麻省理工学院学生索尼娅·蒂库在《科学》杂志上发表了他们的论文,他们认为月球的古代磁场应该是由月球内核的结晶过程驱动内部熔融流体对流发生器的机制产生的,这一机制持续了数十亿年。
他说:“一种可能的外部发生器机制可以解释古代月球的强磁场,也就是说,月球的液体核心被它上面的固体地幔的运动所扰乱,这就像一个搅拌器。月球地幔移动的原因是因为月球的旋转轴进动,用通俗的说法就是在晃动。这种运动在数十亿年前比今天更强烈,因为那时地球离月球更近。”
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