2024年12月20日，中国科学院科研团队借用嫦娥六号采回的月球背面样品，深入剖析了样品中蕴含的约28亿年前的磁场信息，意料之外发现月球磁场强度在该时期可能历程了反弹，这一发现颠覆了此前关于月球磁场在约31亿年前急剧降低后便持续低迷的认知。这不只标志着人类初次获得月背古磁场信息，更为揭示“月球磁场发电机”的时空演化和驱动机制提供了重点线索。

图为月球表面磁异常及月球探测任务着陆点分布

地球拥有一个天然的“护盾”——磁场，这得益于地球液态外核中导电流体的运动，形成了一个强大的磁场发电机。这个磁场像一个巨大的保护伞，将地球紧紧包裹，有效抵御宇宙射线的侵袭，守护着地球的大方层和水资源等宜居要点，为生命的繁衍生息创造了适合的环境。而月球，这个过去与地球有着相似磁场发电机的天体，其磁场演化经历一直备受科学家关注。探究月球磁场发电机的奥秘，不只能帮助大家深入知道月球的内部结构和热历史，还能为揭示月球表面环境的变迁提供要紧依据。

依据卫星观测和月表实测数据，现在月球已无全球偶极磁场。然而，通过对阿波罗任务带回的月球样品进行古地磁研究，科学家们发现月球在42亿至35亿年前曾存在一个活跃的磁场发电机，其产生的磁场强度可达几十微特（μT），与如今地球磁场的强度相当。但好景不长，大约在31亿年前，月球磁场强度忽然降低了一个数目级，此后便一直保持在几微特的低强度状况。在15亿至10亿年前，磁场强度第三历程降低，最后在距今10亿年后的某个时刻，月球磁场发电机彻底停止运转。

受限于样品来源，以往关于月球古磁场强度的研究主要集中在30亿年前，对月球磁场中晚期的演化过程知道甚少。而且，所有已有些数据均来自月球正面的样品，对于月球背面的古磁场状况几乎一无所知。这致使了关于月球磁场持续时间、几何形态和驱动机制等问题存在很多争议。比如，有学者觉得月球发电机很难长期存在，可能仅在月球形成初期的1亿至2亿年间发挥用途。

嫦娥六号任务的推行，打破了这一僵局。它初次达成了月球背面的采样，从南极-艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑（41.64°S, 153.99°W）带回了珍贵的月背样品。这类样品的玄武岩主期次喷发年龄为28亿年，恰好处在月球磁场演化的重点年龄空窗期，为科学家们研究月球发电机的时空演化提供了绝佳契机。

图为嫦娥六号玄武岩岩屑图像。a-d，体式显微镜照片；e-h，玄武岩岩屑的CT切面图像

中国科学院地质与地球物理研究所朱日祥院士和蔡书慧副研究员等科研职员，联合中国科学院国家天文台的研究团队，对嫦娥六号带回的4颗毫米级玄武岩岩屑样品拓展了细致的磁学研究。这类玄武岩岩屑记录了样品冷却过程中的磁场信息，是研究古磁场强度的理想材料。研究结果显示，这类样品中记录的古磁场强度约为5–21 μT（中值约为13 μT）。

这一结果与之前的研究大相径庭，它揭示了月球磁场在28亿年前可能发生了反弹，这意味着月球发电机在早期急剧降低后，可能曾重新激活。这种激活可能是因为发电机的主要能量来源发生了变化，或者是其初始驱动机制得到了第三增强。在对比不同发电机模型的模拟结果后，嫦娥六号玄武岩记录的古磁场强度与基底岩浆洋模型产生的场强最为吻合，但也不可以完全排除进动发电机的贡献，同时其他机制（如内核结晶）也会为月球发电机提供了额外的能量。

嫦娥六号任务的圆满成功和这一重大科研成就的发布，不只为大家带来了珍贵的月球背面古磁场数据，还为月球磁场发电机的研究开启了新的篇章。将来，伴随更多月球探测任务的推进和科学家们的不懈奋斗，大家有望进一步揭开月球磁场的神秘面纱，为人类对月球乃至整个太阳系的探索贡献更多的智慧和力量。

Tags：月球