在阿波罗任务中收集的神秘磁性岩石终于得到了解释

　　科学家们可能终于对阿波罗计划中最持久的谜团之一做出了解释：为什么从月球表面带回的一些岩石似乎是在与地球上一样强的磁场中形成的。

　　通过行星导电熔融核心中材料的搅拌运动，在行星体内产生磁场。但今天，非磁性月球的内部与地球的磁化内部完全不同——它致密且大部分是冻结的，仅包含一个小的外核区域，该区域是流体和熔融的。科学家们认为，月球内部在大约 45 亿年前形成后，其内部冷却得相当快且均匀，这意味着它没有强大的磁场——许多科学家认为它从来没有。那么，在美国宇航局 1968 年至 1972 年的阿波罗任务期间检索到的 30 亿年前的岩石中的一些怎么可能看起来像是在一个足以与地球相媲美的地磁场中制造的，而其他的却几乎没有任何磁性特征呢？

　　布朗大学行星科学家亚历山大·埃文斯 (Alexander Evans) 说：“我们对行星核心如何产生磁场的所有想法都告诉我们，月球大小的天体不应该产生与地球一样强的磁场。”在一份声明中说。

　　在过去的 50 年里，科学家们对这种奇怪的差异提出了许多潜在的解释。或许，在它形成之后，月球并没有像最初想象的那么快结冰；又或者，月球与地球的引力相互作用使它产生了夸张的摆动，在其冷却的内部晃动以增强其磁场。另一个想法是小行星对月球的轰炸如此之多，这些颠簸使月球核心开始断断续续地活动。

　　现在，埃文斯和他的合著者、斯坦福大学的地球物理学家 Sonia Tikoo-Schantz 提出了一个全新的解释，并于 1 月 13 日发表在《自然天文学》杂志上。

　　埃文斯说：“与其考虑如何在数十亿年内持续为强磁场供电，也许有一种方法可以间歇性地获得高强度磁场。”

　　在月球生命的最初数十亿年中，早在其大部分冻结在内部，只留下一个被部分熔融的外核包围的小铁内核之前，我们的轨道伴侣是一片熔岩海洋。然而，重要的是，月球的核心并没有比它上面的地幔热得多，这意味着两者之间几乎没有发生对流。月球的熔融物质无法在其内部搅拌这一事实意味着它不可能拥有像地球那样的稳定磁场。

　　但研究人员表示，月球可能创造了一个强大的间歇性场。随着月球随着时间的推移而冷却，其炽热岩浆中所含的矿物质将以不同的速度冷却。最稠密的矿物——橄榄石和辉石——会先冷却和下沉，而密度较低的岩浆，含有钛以及钾、钍和铀等产热元素，会上升到地壳下方并随后失去热量在。冷却到结晶点后，载钛的岩石将比其下方的许多固体重，导致它缓慢但无情地向熔融的外核下沉。

　　通过研究月球的已知成分并对其过去的地幔粘度——或者它的岩浆搅动的难易程度——进行计算猜测，科学家们估计月球下沉的钛会碎成小到 37 英里（60 公里）宽的大块。在大约十亿年的时间里以不同的速度沉没。每当这些冷钛块中的一个撞击月球炽热的外核时，温差就会重新点燃核心的休眠对流，短暂地启动月球的磁场。

　　“你可以把它想象成一滴水碰到热锅，”埃文斯说。“你有一些非常冷的东西接触到核心，突然大量的热量会流出。这会导致核心的搅动增加，这会给你这些间歇性的强磁场。”

　　如果月球的磁层真的如此不稳定，那么这些短暂的磁性爆发就足以解释为什么在月球上发现的不同岩石带有不同的磁信号。

　　接下来，科学家们说他们将测试阿波罗的月球岩石，看看是否可以找到这种模式——一种偶尔被巨大磁场中断的微弱磁嗡嗡声。如果在弱磁信号中发现了强磁信号的爆发，它可能会一劳永逸地揭开月球磁场的神秘面纱。