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神秘「月球漩渦」揭示月球曾經的火山和磁場

9月
12
2018

2018年9月12日03時 今日科學 博科園

博科園

由於羅格斯大學(Rutgers University)和加州大學伯克利分校(University of California Berkeley)聯合進行的一項研究,月球漩渦(lunar

swirls)背後的奧秘可能最終得到解決,月球漩渦是太陽系中最美的光學異常現象之一。這個解決方案暗示了月球作為火山活動和內部產生磁場古老過去的活力。這也挑戰了我們對月球現有地質狀況的認識。月球漩渦就像畫在月球黑暗表面明亮的蛇形雲,最著名的是賴納伽馬,它長約40英里,很受後院天文學家的歡迎,大多數月球漩渦的位置與強大的局部磁場相同。

博科園-科學科普:當這些磁場將粒子從太陽風中偏轉,導致月球表面的某些部分天氣變慢時,就可能產生亮暗模式。該研究的合著者索尼婭·提庫(Sonia

Tikoo)說:但這些磁場的成因,以及漩渦本身的成因,長期以來一直是個謎。為了解決這個問題,必須找出什麼樣的地質特徵可以產生這些磁場,以及它們的磁性為何如此強大。研究人員利用已知關於月球漩渦的複雜幾何結構以及與之相關的磁場強度的知識,為地質「磁體」建立了數學模型。發現每一個漩渦都必須位於一個狹窄的、深埋在月球表面附近的磁性物體之上。

魯特格斯-新布倫瑞克地球與行星科學系的助理教授索尼婭·提庫在培養皿中觀察月球岩石樣本。圖片:Nick Romanenko/Rutgers University

這幅圖與熔岩管是一致的,熔岩管是由火山噴發時流動的熔岩形成狹長結構;或者是岩漿堤,垂直的岩漿層注入月球地殼。但這又提出了另一個問題:熔岩管和岩脈為何具有如此強的磁性?答案在於在30億年前的古代火山噴發時,月球所處的環境可能是獨一無二的。過去的實驗已經發現,許多月球岩石在無氧環境中受熱超過600攝氏度時就會具有很強的磁性。這是因為某些礦物質在高溫下分解並釋放金屬鐵,如果附近有足夠強的磁場,新形成的鐵就會沿著磁場方向被磁化。

來自美國宇航局月球勘測軌道飛行器的賴納伽瑪月球漩渦。圖片:NASA LRO WAC science team

這種情況在地球上通常不會發生,在地球上,自由漂浮的氧氣和鐵結合在一起。在月球上不會發生這種情況,因為月球上沒有全球磁場來磁化鐵。但在去年發表的一項研究中,發現月球古老的磁場比之前認為的要長10億到25億年——可能與熔岩管或岩脈的產生同時發生,這些岩脈或岩脈的高鐵含量會在冷卻時產生強烈磁性。沒有人考慮過這種反應,因為它解釋了月球上異常強烈的磁場特徵。這是理解這些月球漩渦背後磁性的最後一塊拼圖,下一步將實際訪問一個月球漩渦並直接研究它。

博科園-科學科普|參考期刊文獻 :《Planets》|研究/來自:羅格斯大學,DOI: 10.1029/2018JE005604

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