月球磁场之谜

Lv.10粲夸克

薛定谔

上世纪六七十年代，阿波罗计划期间被带回地球的岩石为我们提供了大量关于月球历史的信息，但它们也是一个长期谜团的来源：这些岩石的分析结果显示，一些岩石似乎是在强磁场的作用下形成的——其强度可与地球磁场相媲美。但是，一个月球大小的天体如何能够产生如此强大的磁场呢？现在，科学家们为月球的磁性之谜提出了一个新解释：巨型岩层通过月球地幔下沉可能产生了内部对流，从而产生了强磁场。
让我们先来看看地球磁场是如何产生的：地核向外散发热量引起外核中熔融铁的对流运动，进而产生电流，于是就有了磁场——这就是发电机理论。如今的月球缺乏磁场，其核心的模型表明，它可能太小了，而且缺乏对流力量，所以无法产生一个持续的强磁场。为了使核心产生强大的对流搅动，它需要散发大量热量。月球演化历史早期，围绕其核心的地幔并不比核心本身冷多少。因为核心的热量无处可去，所以核心中没多少对流。但是这项新的研究显示，下沉的岩石可能提供了间歇性的对流动力。
科学家们模拟了岩层下沉的动态过程，以及它们最终到达月球核心时可能产生的影响。分析表明，这些形成物可能会碎成直径60公里大小，并在大约10亿年的过程中间歇性地下沉。研究人员发现，当这些岩块最终触底时，它们会给月球的核心发电机带来巨大冲击。由于这些岩层的温度比核心的温度低很多，因此两者相碰时，温度的不匹配将推动核心对流的增加，而这足以驱动月球表面的磁场强度变得甚至和地球一样强，甚至更强。你可以把这想象成一滴水滴到热锅上：非常冷的东西接触到炙热核心，大量热量就会突然涌出。研究人员说：“在月球存在的最初十亿年里，可能发生过多达100次这样的下沉事件，而每一次都可能产生持续一个世纪左右的强磁场。”
这一间歇性磁场模型不仅解释了在阿波罗岩石样本中发现的磁性特征强度，还解释了这些样本磁性特征差异很大的事实。如果这个模型能经得起反复验证，那么离解开月球磁性之谜就不远了。