中國公布月背古磁場測量結果 填補長達十億年記錄空白

月球磁場強度28億年前或反彈 《自然》雜誌讚研究貢獻月球磁場新認知

香港文匯報訊（記者 劉凝哲 北京報道）12月20日，中國科學院專家利用嫦娥六號採回的月球背面樣品做出的又一項創新成果刊登在國際學術期刊《自然》雜誌。研究團隊通過分析樣品中記錄的約28億年前的磁場信息，發現月球磁場強度可能在該時期發生了反彈，與先前認為的月球磁場在約31億年前急劇下降且一直處於低能量狀態不同。

這不僅是人類得到的首個月背古磁場信息，還為認識月球磁場演化過程提供了關鍵錨點，進而為「月球磁場發電機」時空演化和驅動機制提供了關鍵約束。

地球液態外核的運動如同一個「發電機」，其產生的磁場像保護傘一樣包裹着地球，屏蔽宇宙射線，保護地球的大氣和水等宜居要素，形成適合生命繁衍的環境。月球也曾有過與地球類似的磁場「發電機」。因此，了解月球磁場「發電機」的演化過程對於揭示月球的內部結構、熱歷史以及表面環境具有重要意義。

衛星觀測和月表實測結果都顯示現今月球已經沒有全球偶極磁場。早年對美國阿波羅飛船帶回的月球樣品研究顯示，古磁場強度研究指示月球在42億-35億年存在一個相對活躍的「發電機」所產生的磁場，強度可達幾10微特（μT），接近現今地球磁場水平；該磁場在約31億年前下降了一個數量級，之後維持在幾微特的強度；磁場強度在15億-10億年再次下降，並最終在距今10億年以後的某個時刻，月球發電機完全停止工作。

嫦六樣品採自月背提供研究新機遇

由於樣品的局限性，目前發表的月球古磁場強度數據主要集中在30億年前，而月球磁場中晚期演化過程則缺乏約束。並且，已有數據均來自月球正面返回樣品，人們對月背古磁場的認識基本處於空白。月球古磁場時空分布信息的缺乏導致關於月球磁場的持續時間、幾何形態和驅動機制等問題仍存在較大爭議。例如，有學者對月球「發電機」持續時間的問題提出了完全不同的觀點，認為月球「發電機」難以長期存在，或許只能維持在月球形成最初的1億-2億年。

嫦娥六號任務首次實現月背採樣，從南極-艾特肯盆地內的阿波羅撞擊坑（41.64°S, 153.99°W）採回了人類首批月背樣品。根據中國科學院地質與地球物理研究所李獻華院士團隊和廣州地球化學研究所徐義剛院士團隊研究結果，嫦娥六號樣品玄武岩主期次噴發年齡為28億年，揭示出這些樣品來自月球背面並處於關鍵的年齡空窗期，為認識月球「發電機」時空演化提供了前所未有的機遇。

或因主要能量來源發生變化導致

近期，中國科學院地質與地球物理研究所朱日祥院士和蔡書慧副研究員等聯合中國科學院國家天文台的研究團隊對獲批的4顆毫米級玄武岩岩屑樣品開展了磁學研究，結果顯示樣品記錄的古磁場強度為大約5-21μT（中值為大約13μT）。與此前研究認為的月球「發電機」強度在31億年前急劇下降之後可能一直處於低能量狀態不同，嫦娥六號玄武岩樣品的古磁場強度結果揭示月球磁場可能在28億年前發生反彈，指示月球「發電機」在早期急劇下降後可能重新激活。其原因可能是「發電機」主要能量來源發生變化或初始驅動機制再次增強。對比不同「發電機」模型模擬結果，嫦娥六號玄武岩記錄的古磁場強度與基底岩漿洋模型產生的場強最為一致，但也不能排除進動「發電機」的貢獻，同時其他機制（如內核結晶）也可能為月球「發電機」提供補充能量。

《自然》審稿人指出，這是一項具有高度原創性的研究，研究團隊對人類首批月球背面玄武岩進行了嚴謹的古地磁分析，提供了高質量、高水準的數據。其中一位審稿人表示：「這篇論文報告了月球古磁場在Apollo（阿波羅號）和Luna（蘇聯月球號）採樣未涉及的獨特時間和地點的測量結果，填補了月球古磁場記錄中長達十億年的空白，並首次提供了來自月球背面的古磁場測量結果。作者們完成了一項具有歷史意義的研究，為我們對月球磁場的新認識作出了重大貢獻。」

嫦六月背樣品科研成果

【今年中秋節】

中國科學院國家天文台李春來、中國探月與航天工程中心胡浩、北京控制工程研究所楊孟飛領導的聯合研究團隊發表首篇研究論文

主要內容：嫦娥六號月背樣品具有較低密度，表明其結構較為鬆散，孔隙率較高；樣品中的微量元素含量，與位於月球正面風暴洋克里普地體中的阿波羅任務和嫦娥五號任務的樣品表現出巨大差異。

【今年11月】

中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員李獻華和研究員李秋立的研究內容發布

主要內容：嫦娥六號着陸點28（ 28.07 ± 0.03）億年前存在火山活動，月球背面火山活動至少持續了14億年以上，且月幔源區經歷了從克里普物質富集到虧損的轉變。

【今年11月】

中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所研究員徐義剛和高級工程師張樂的研究內容發布

主要內容：嫦娥六號低鈦玄武岩形成於距今28.3億年前的火山噴發。月海玄武岩的分布除受月殼厚度影響外，月幔源區的物質組成也是重要的控制因素。

整理：香港文匯報記者 劉凝哲