关于月球是否曾经拥有内部磁场的问题仍然存在争议。现如今，苏黎世联邦理工学院的研究人员采用了一种新方法，表明月球上曾经存在一种机制，这种机制在今天的地球上依然活跃。解决磁场之谜的关键在于月球的背面，这一地区正如最近在阿尔忒弥斯2号任务中看到的一样，从地球上是看不见的。(图片来源：NASA) 简而言之，来自月球的岩石样本描绘了一幅矛盾的画面：一些样本指向一个强大的古老磁场，而另一些则没有。苏黎世联邦理工学院的研究人员利用来自月球背面特定区域的重力和磁场测量来确定该区域月球表面下的岩石结构和磁化。根据这些发现，研究人员得出结论，42亿年前月球的磁场强度超过十微特斯拉，这相当于当前地球磁场强度的五分之一到三分之一。与地球不同，月球今天不再有由核心产生的磁场。在我们的星球上，外核中液态铁的运动产生了全球磁场。这种所谓的地球发电机与自行车上的发电机原理相似，它将机械运动转化为电能。 “今天，关于月球是否在过去也运作过发电机的辩论仍在继续，”苏黎世联邦理工学院地球与行星科学系的博士生杨熙说。这是因为阿波罗宇航员带回的岩石样本的分析互相矛盾。“一些研究人员认为，在42.5亿到35亿年前之间存在着强磁场，但另一些研究人员找不到相关证据，”同一系讲师安娜·米特尔霍尔茨（Anna Mittelholz）说。除了发电机理论，还有另一种可能解释月球岩石磁化的原因：来自大陨石或小行星的撞击可能触发了月球上的磁化过程。两位苏黎世联邦理工学院的研究人员与德国航天中心（DLR）和柏林工业大学的同事合作进行的一项研究现在支持发电机理论。研究得出的结论是，42亿年前，即在月球形成后几亿年内，月球确实拥有一个内部产生的磁场。研究人员的发现并不是基于岩石样本，而是基于从月球轨道收集的数据，比如来自NASA的“重力恢复与内部结构”，以及基于“月球探测者”和“佳市”任务的轨道测量制作的磁场模型。 通向内部结构的窗口 研究的重点是位于月球背面、我们在地球上从未看到的一个特定区域，称为杜瓦（Dewar）。米特尔霍尔茨说：“杜瓦地区真是个意外之喜：这是月球背面最强磁场异常之一，同时也是一个显著的重力异常，与之空间重合。”这意味着该区域含有更强磁化的岩石，同时又比其他地方更密集。“这正是该区域成为月球内部结构潜在窗口的原因之一，”杨熙表示。在大多数情况下，从月球轨道测量的磁场异常的来源是未知的。“然而，重力数据让我们得以深入了解密度，从而揭示表面下的物质，”米特尔霍尔茨解释说。“在磁场和重力信号重合的地方，可以将两者结合起来，并将异常归因于特定的地质结构。这正是杜瓦地区提供的机会。”研究人员充分利用了这一机会：首次准确地通过联合处理重力和磁场数据，创建了地下模型。订阅苏黎世联邦理工学院新通讯！通过新的ETH News通讯，定期获得有关苏黎世联邦理工学院研究、创新和教学的最新消息。如果您希望了解ETH在做什么以及它是如何影响世界的，请在此处订阅。 研究的结果是：在杜瓦地区，月球表面下有一个约60公里宽的岩体，深度约为9公里。它的密度远高于周围的地壳，同时强烈磁化。结合地表地球化学和弯曲地形，研究人员得出结论，这是从地下上升的固化岩浆——一个埋藏的火山复合体。该结构的年龄——42亿年——可以通过月球表面多种撞击材料的沉积来确定。 一个令人惊讶的强磁场 “因为我们知道这种岩体中含有多少铁，我们可以估计磁场在岩浆缓慢冷却时必须具有的最小强度。这对我而言，是一个令人兴奋的发现。”