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蔡书慧等-Nature:嫦娥六号玄武岩揭示28亿年前增强的月球发电机

中科院地质地球所  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-12-20 09:08
    

主要观点总结

本研究基于嫦娥六号任务返回的月球背面玄武岩岩屑样品,开展古磁场强度、岩石磁学和显微学研究,揭示了月球发电机时空演化和能量来源的关键约束。研究结果表明,嫦娥六号玄武岩形成的古强度范围为~5–21 μT,为30–20亿年间月球磁场演化的数据空窗期提供了关键锚点。同时,数据表明月球磁场在约31亿年前第一次显著下降后可能发生反弹,指示月球发电机在早期的急剧下降后可能重新激活。研究成果对于理解月球的内部结构、热历史以及表面环境具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 嫦娥六号任务实现了月背采样,返回了人类首批月背样品,为研究提供了关键材料。

嫦娥六号玄武岩样品磁化率较低,含有大量的顺磁性矿物,载磁矿物颗粒为不同粒径的混合。

关键观点2: 通过对嫦娥六号玄武岩岩屑的古强度研究,揭示了月球古磁场强度的时空分布特征。

古强度数据指示月球发电机的强度可能存在一个随时间指数下降的整体趋势,在39–35亿年的高场时期之后,月球磁场在35–28亿年间发生显著波动。

关键观点3: 研究结果表明月球磁场在约31亿年前第一次显著下降后可能发生反弹,指示月球发电机早期急剧下降后可能重新激活。

这一发现对理解月球发电机的演化过程、能量来源以及可能的驱动机制具有重要意义。


文章预览

月球发电机的演化过程对于揭示月球的内部结构、热历史以及表面环境具有重要意义。卫星观测和月表实测结果都显示现今月球没有全球偶极磁场,然而月壳存在大规模的磁化( 图1 ),表明月球可能曾有过发电机磁场,或撞击磁场。对阿波罗返回样品的古地磁研究指示月球在42–35亿年存在一个相对活跃的发电机,强度可达几十微特;在约31亿年下降了一个数量级,维持在几微特的强度;在15–10亿年强度再次下降,并最终在距今10亿年后的某个时刻月球发电机完全停止。目前发表的月球古磁场强度数据主要集中在30亿年前,而月球磁场中晚期演化过程则缺乏约束。此外,已有强度分析测量数据均来自月球正面返回样品,对月球背面的认识处于空白。月球古磁场时空分布信息的缺乏,导致了关于月球磁场的持续时间、几何形态和驱动机制等问题存在 ………………………………

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