月亮的磁场可能持续了20亿年

新测量扩展了月球发电机的预期寿命

月球岩石的新测量表明,古代月亮在其液体金属芯(最内红壳)中产生了动力磁场。结果提高了两种不同机制的可能性 - 这可能已经推动了一个早期的更强大的发电机,并且一秒钟使月亮的核心慢慢煮沸沸腾的终身沸腾。

新发现麻省理工学院建议两个机制可能有动力月亮的古老搅拌,将月球发电机的一生延长至少10亿年。

来自古老的月球岩石的新证据表明,一个活跃的发电机曾在月球的熔融金属核心内搅拌,产生比以前思考的至少10亿年的磁场。发电机是陆地体周围的磁场的天然发电机,并且通过在许多恒星和行星内进行导电流体的搅拌来源。

在发表的论文中科学推进,MIT和Rutgers大学的研究人员报告称,一个月球岩石收集美国宇航局Apollo 15 Mission展示其在大约5微粒子的磁场存在下形成1至25亿年前。这比地球目前的磁场疲软的10倍,但今天仍比星际空间中的字段大1,000倍。

几年前,同样的研究人员确定了40亿岁的月球岩石,在大约100微米的领域中形成,他们确定了这个领域的力量急剧下降了30亿年前。当时,研究人员不确定月球的发电机 - 相关磁场 - 此后不久的用途或在完全消散之前以弱化状态徘徊。

结果报告今天支持后一种情况:月亮的磁场陷入困境之后,它仍然坚持至少亿亿年,总共至少20亿年。

学习联合作者Benjamin Weiss,MIT的地球部,大气和行星科学(EAPS)的行星科学教授说,这个新的延长寿命有助于确定为月球发电机提供动力的现象。具体而言,结果提高了两种不同机制的可能性 - 一个可能已经推动的较早,更强大的发电机,并且一秒钟使月亮的核心慢慢煮沸沸腾的终身沸腾。

研究人员扩展了月球发电机的预期寿命

由麻省理工学院和Rutgers大学研究人员分析的阿波罗15月岩石样本,由玄武岩片段由焊接在陨石撞击中熔化而产生的玄武岩片段。黑色秤立方体是1厘米。

“移动液态金属产生的行星磁场的概念是一个真正只有几十年的旧的想法,”Weiss说。“在地球和其他身体上的这种动作,特别是在月球上的力量是什么权力,并不是很好地理解。我们可以通过了解月球发电机的寿命来解决这个问题。“

Weiss的共同作者是领导作者Sonia Tikoo,这是一个前助理的研究生,现在是Rutgers的助理教授;伯克利加州大学的大卫精华;ClémentSuavet和Huapei王EAPS;和蒂莫西格罗夫,罗克·斯科罗斯·斯科夫教授EAPS。

阿波罗的玻璃杯录音机

由于美国宇航局的阿波罗宇航员带回了来自月球表面的样本,因此科学家发现了一些这些岩石是月亮古磁场的准确“记录器”。这种岩石含有数千个微小的谷物,如罗盘针,在古代田地的方向上对齐,当岩石结晶的eons前。这种谷物可以给科学家衡量月亮的古老场地力量。

直到最近,Weiss和其他人无法找到比32亿岁年轻人更年轻的样品,可以准确记录磁场。结果,他们只能衡量月球磁场的力量在3.2和42亿年之间。

“问题是,几乎没有超过30亿岁的月球岩石,因为左右,月亮被冷却,火山大部分停止,以及它,在月球表面上形成新的火岩石,“Weiss解释道。“所以没有年轻的样本我们可以衡量的是,看看是否有一个经过3亿年的领域。”

然而,有一小类岩石从阿波罗任务中带回了,这些任务不是从古老的月球爆发中形成的,而是从月球历史后面的小行星影响。这些岩石从这种冲击的热量融化并以由月亮磁场确定的方向重结晶。

Weiss和他的同事分析了一个这样的岩石,被称为阿波罗15个样本15498,最初于1971年8月1日从月亮的沙丘火山口南缘上收集。样品是矿物质和岩石碎片的混合物,通过玻璃状基质焊接在一起,其中谷物在组装岩石时保持月亮磁场的记录。

“我们发现,这种焊接物品在一起的这种玻璃材料具有出色的磁记录特性,”Weiss说。

烘烤岩石

该团队确定岩石样本约为1至25亿岁 - 比他们以前分析的样品更年轻。它们通过首先使用非常敏感的磁力计首先通过首先测量岩石的天然磁性,通过首先测量岩石的天然磁性来破译岩石玻璃矩阵中记录的古磁场的技术。

然后,它们将岩石暴露于实验室中的已知磁场,并将岩石加热到靠近最初形成的极端温度。它们测量了岩石的磁化程度如何改变周围温度。

“你看看如何磁化它是如何从那种已知的磁场中加热的磁化,然后将该字段与您预先衡量的天然磁场进行比较,从而可以弄清楚古老的场地力量是什么,”Weiss解释道。

研究人员确实必须对实验进行一次重大调整,以更好地模拟原始的月球环境,特别是其氛围。虽然地球的大气层含有大约20%的氧气,但月亮只有难以察觉的气体痕迹。与树林合作,苏伐克建造了一种定制的氧气剥夺的烤箱,其中加热岩石,防止它们生锈,同时模拟岩石最初磁化的无氧环境。

“通过这种方式,我们终于已经准确测量了月球场,”Weiss说。

从冰淇淋制造商到熔岩灯

From their experiments, the researchers determined that, around 1 to 2.5 billion years ago, the moon harbored a relatively weak magnetic field, with a strength of about 5 microtesla — two orders of magnitude weaker than the moon’s field around 3 to 4 billion years ago. Such a dramatic dip suggests to Weiss and his colleagues that the moon’s dynamo may have been driven by two distinct mechanisms.

科学家提出了月球的发电机可能被地球的引力拉动。在其历史上,月亮倾向于接近地球,以及地球的重力在如此靠近,可能已经足够强大,以便拉动并旋转月球的岩石外部。月亮的液体中心可能与月球的外壳一起拖动,在该过程中产生非常强的磁场。

它认为月亮可能已经从大约30亿年前从地球移动得足够远,使得这种机制可用于发电机的功率变得不足。这恰好在月亮磁场强度下降时是正确的。然后可能已经踢出了不同的机制以维持这种弱化的田地。随着月亮从地球移动,其核心可能通过缓慢冷却至少10亿年来缓慢煮沸。

“由于月亮很酷,它的核心就像熔岩灯 - 低密度的东西上升,因为它是热的或者因为它的组成与周围流体的组成不同,”韦斯说。“这就是我们认为地球的发电机的工作原理,这就是我们建议迟到的月球发电机也在做的事情。”

研究人员正计划分析年轻的月球岩石,以确定何时何时完全消失。

“今天月亮的领域基本上为零,”韦斯说。“我们现在知道它在这个岩石的形成之间关闭了它。”

该研究部分受到美国宇航局的支持。

出版物:Sonia M. Tikoo等,“月球发电机的十亿日历,”科学推进2017年8月9日:卷。3,不。8,E1700207;DOI:10.1126 / SCIADV.1700207

3评论在“月亮的磁场可能已经持续了20亿年”

  1. 科学家们??有什么名字..这是基于牛顿物理和废话的一堆废话。太阳不是核炉,也不是从内部提供动力的地球。它都是外部供电..你是愚蠢的!

  2. 烧伤!字面上哈哈,

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