神秘月球

节选自欧米茄杂志《Lifetime •磁力号》


文:CLAY DILLOW


有关月亮的源一直令科学家们困惑不已。它究竟是与另一个天体剧烈碰撞后产生的晶,还是在我们太阳系黎明时代便已存在的原始物质?磁性月岩可能会给出答案。

对于人类来说,月亮总有一种特殊的吸引力,这股“磁力”既玄幻又世俗,既诗意又现实。

它高悬夜空,用盈亏月相表示昼夜交替、月份更迭和四季变换。在那些地球上能够观测到的天体中,球一直距离我们最近,因此这神秘的“世界”也为世人所熟知。纵观人类历史,月球似乎既近在咫尺又遥不可触,其成分和起源更是完全的未解之谜。近50年前,美国阿波罗11号的宇航员成功登陆月球表面,揭开了它的神秘面纱,并带回了人类史上首批来自另一颗星体的自然文物——月岩(其实和地球上的岩石相差无几)。这些看似别无二致的月岩标本,不仅让科学家碰触到了之前从未接触过的地球卫星,亦催生了更多新的团。


在“阿波罗计划”成功之前,行星科学家推断月球上并不存在球体磁场,认为只有像地球这样进化成熟且多火山的行星才有此类现象。但宇航员们带回地球的月岩标本却否定了这种推断——始终处于动态变化中的月球其实也曾经拥有过强大的整体磁场,只不过在数十亿年前不知因何种原因而神秘消失。40多年后,研究员们还在试图解开月球磁场的消失之谜,或许他们最终会有所突破。

“它到底是一颗有着自身地质发展史的体?还是仅仅太空尘埃的一种集合?

行星科学系本杰明•维斯教授

月球发动机

麻省理工学院(MIT)行星科学系本杰明•维斯教授(Benjamin Weiss)示:“如今,有个大疑问一直在推动着月球科学不断向前发展:月球在多大程度上更像是一颗经过进化的、和地球或火星类似的星?或者说,作为太阳系形成之初就已出现的在,月球在多大程度上是一种原始物质?”教授提问道:“它到底是一颗有着自身地质发展史的体?还是仅仅太空尘埃的一种集合?

对于行星科学家来说,解决上述谜团可以有效解释月球自身的起源问题。关于月球起源目前的主流理论是:地、月原本出自于同一体,在太阳系最初形成的混乱时期,于一次大型天体的碰撞而相互分离。而与此理论相对的看法则是:月球是在太阳系内的某一处独自形成的,由类似小行星的物质聚集而成,并被地球的重力牵引。而月球上曾经出现过的球形磁场,以及与其磁性有关的炎熔历史,均使碰撞理论更具说服力,并增强了人们对地球发展历史和早期太阳系形成的识。初,“阿波罗计划”带回来的磁化月岩标本令科学家大为不解。毕竟地球是通过熔岩在外核不断移动而产生磁场,并创造出了人们熟知的引力“发动机”的。可相对于地球而言,球的体积更小,因此任何最初的月球动力都会在短时间内快速冷却并放缓速度,最终停止翻腾。 不止如此,月球磁场的相对强度更令科学家们摸不着头脑——从月球带回来的月岩尺寸表明,月球曾一度形成和地球强度相等的场,然后就其较小的体积和微弱的动力来说,本不足以导致这样的果。在阿波罗11号登陆月球事件过去几十后,科学家仍在思索这个问题。有些科学家甚至还发展出一些理论,来探讨数亿万年来月球发动机是如何提供动力的(这在传统模式看来是完全不可能的!)。外一些科学家则试图找出解释月球磁性的其他可能性,比如由于小行星撞击了月球表面,从而赋予了存在时间并不长的月球磁场以强大的量,使月球上的熔融物质在冷却成月岩的过程中拥有了磁性。直到近年来,在新工具、新技术和新数据的辅助下,科学家们才找到了推动调查继续深入的法。且,在寻找月球消失磁性的过程中他们还发现,间的测定至关重要。

撞击说

2006年以来,维斯和其同事开始用更为精密的新型仪器重新研究阿波罗11号带回来的月岩标本,试图更好地了解它们的史,包括其形成和冷却固化所用的间。

维斯表示:“整个研究的重点就是时间测定。如果我们想要了解月球磁场的展,就必须要测定岩石的代。测定岩石磁化时间对于整个研究至关重要,我们可以从中得知月岩是什么时候形成的。时间测定法可以让研究团队了解到月岩标本发展的节,从而动摇关于月球磁性的“撞击形成说”理论基础。研究团队使用了“阿波罗时代”所没有的术,确定了月岩冷却的时间可以长达数天、数月甚至数年——比那些可能存在于月球表面、由撞击形成的短时间磁场所能保持的时间要久得多。由于这些月岩冷却速度缓慢,且仍需不断磁化,月球磁场肯定又持续了一段时间——有可能是几千年——这表示月球在数十亿年前确实存在过类似地球发动机这类现象。但是月球发动机是怎么形成如此强大的场的呢?“我们研究这个问题的目的,是因为我们根本不知道星体形成磁场的具体细节。” 维斯说,“看上去月球确实存在过磁场,但是它的体积太小,我们真搞不明白它究竟是怎样产生出如此强大的场的。这实在是一谜。们一开始怀疑月球磁场的在,就是因为这的确是太神奇了,就算现在看也仍然很不可思议。”维斯补充道:“然而,月球发动机的存在表明,月球确实有过一段炎热而动力十足的地质时期,这个推断挑战了‘撞击说’的合理性。”该发现不仅对于月球研究意义重大,还让我们更加了解地球。人们开始注意到地球和月球可能非常相似,并且开始关注月球和地球是如何随着时间变化而“相去甚远”的。“地球和月球看起来一样,他们是同一原始物质的两个部分。”维斯说,“基于两个行星形成后各自发生的变化来观察其各自的演进历程,这真是一件极具吸引力的情,我们可以从中认识到地球本身的独特性。

“地球和月球看起来一样,他们是同一原始物质的两个部分。

行星科学系本杰明•维斯教授

欧米茄⁠的太空传奇

自1962年以来,欧米茄腕表始终陪伴宇航员一同探索太空。作为第一枚登上月球的表,超霸表于1969年赢得了“月球表”的称号。

阅读更多

更多内容

防磁腕表⁠—⁠—难以阻挡⁠的魅力

一个世纪以来,制表业不断探索,从未停止摆脱磁场引力“魔咒”的步伐。欧米茄携手瑞士联邦计量研究院(METAS)联合推出至臻天文台表认证,将一种全新的抗磁法宝引入精准计时艺术之中。

查看详情