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早期的地球,有磁場的月球,兩者究竟是何關系?


2022年10月17日 - 宇宙小編  
 

對於早期的地球而言,月亮似乎充當了一名騎士的角色

共享磁場可能是支持地球生命起源的關鍵。

簡介:研究推測,月球很有可能在地球早期扮演了一名騎士的角色,當時地月距離約為現在的三分之一,月球仍有自己的磁場和大氣,太陽風的帶電粒子無法穿透兩者共享的磁場,這或許是地球生命得以存續的關鍵因素。

大約40億年前,一個火星大小的巨大天體與年輕的、成長中的地球相撞。

這次撞擊使地球上的部分蒸發物質顛簸至太空,之後這些物質憑借重力聚集在一起形成了月球。

這只是月亮起源的其中一種學說。此後,我們的星球就與它自己唯一的天然衛星形影不離。一項新的研究表明,地球與月球有著更為密切的關系,月球可能在保護地球免於失去所有大氣層——生命才得以在地球上蓬勃發展。


地球與月球(百度)

本周《科學發展》雜志發表的一項研究詳細介紹了這些發現。

月球初次形成之時,距離地球約是現在的三分之一——大約8萬英裏。承接上文,月球如今距地球23萬8千英裏。

阿波羅任務期間,宇航員返回的月球樣本顯示,月球曾經擁有一個類似於地球的磁場,用以屏蔽電荷。

充當外層帶電粒子屏蔽層的月球磁場插圖。(美國宇航局)

在這項新研究中,科學家們模擬了40億年前地球與月球磁場如何相互作用,彼時這兩個磁場距離非常近。他們的發現證明月球不僅僅是地球的親密夥伴——也是地球的保護者。

阿波羅登月計劃(百度)

美國宇航局首席科學家兼該研究首要作者吉姆·格林在伴隨該研究的聲明中說:“月球似乎為地球提供了一道抵抗太陽風暴的屏障,這對地球在此期間維持大氣層的能力至關重要。”

太陽風暴(來源:百度)

月球和地球的磁層,即圍繞一個天體的空間區域,在此區域帶電粒子受到天體的磁場影響,它們的每個磁極區域都被磁性連接。

正因如此,太陽風暴發射的帶電粒子無法穿透這層共享磁場。

如果沒有月球,地球可能無法承受太陽的強輻射,當時它持續不斷地攻擊著地球這顆年輕的星球。如果這些輻射穿透這層保護罩,生命就不可能在地球上繁衍生息。

月球勘測軌道飛行器拍攝的地球和火星(來源:堆糖)

然而,隨著時間推移,月球逐漸喪失了它的磁場和大氣層。


了解月球對地球宜居性的影響可以幫助科學家們探索其他星球上的生命跡象。這項研究表明,系外行星的衛星會影響該行星上的生命潛力。

參與這項研究的科學家們計劃使用美國宇航局的“阿爾忒彌斯登月任務”期間收集到的數據進一步驗證他們的發現。該任務的目標之一就是帶回第一批月球南極樣本,那裏被認為是月球與地球磁場連接最為緊密的位置。

阿爾忒彌斯計劃想象圖(百度)

格林說:“美國宇航局將‘阿爾忒彌斯’計劃中的宇航員送上月球之時,我們期待著能夠進一步探索這些發現。”

他指出:“來自月球永久陰影區的重要樣本對於我們解開地球揮發物質早期演變之謎,調試我們的迷行假設具有至關重要的意義。”

摘要:阿波羅月球樣本顯示,月球自己產生的全球磁層持續了大約4.25至25億年(Ga,地質單位)。在磁場峰極(4億年前),月球火山活躍,可能會產生一層非常稀薄的大氣層,並且據信其地心距離約為18個地球半徑(RE,地球半徑)。隨著時間推移,太陽風暴會逐漸剝離行星的大氣層,只有非常強的磁層才能提供最大強度的保護。我們建立了限制在拋物面形磁層頂內的簡化磁偶極場建模,用以展示預想的地月耦合磁層如何為預期的強烈太陽風暴提供實質性緩沖,從而減少地球大氣消散在太空中。

BY: INVERSE

FY: Lorraine

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