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由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的月球磁場可以反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和熱狀態(tài)，并能夠影響月表環(huán)境。因此，研究月球磁場的變化過程可以為剖析月球演化歷史提供重要約束。阿波羅時代至今的遙感數(shù)據(jù)和月表原位測量表明，月球現(xiàn)在不存在類似地磁場的全球性偶極磁場，但阿波羅返回樣品的古強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及部分磁化的月殼指示，月球可能曾有發(fā)電機(jī)磁場。已有的現(xiàn)代月球古強(qiáng)度數(shù)據(jù)集中在30億年前，而30億年后的阿波羅數(shù)據(jù)均來自經(jīng)歷過強(qiáng)烈沖擊改造的表土角礫巖，致使部分學(xué)者質(zhì)疑其記錄的磁場可能受撞擊影響，并使得準(zhǔn)確限定這些角礫巖的形成年齡相對困難。目前，關(guān)于月球發(fā)電機(jī)磁場持續(xù)時間及其中晚期演化過程存在較大爭議。我國嫦娥五號任務(wù)在風(fēng)暴洋區(qū)域采集了人類首批月球中緯度玄武巖樣品。玄武巖受到撞擊改造程度一般較小，能夠代表火山噴發(fā)時的月球古磁場強(qiáng)度。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李獻(xiàn)華團(tuán)隊獲得的嫦娥五號玄武巖噴發(fā)年齡為~20億年，代表迄今為止最年輕的月球玄武巖返回樣品。這些年輕玄武巖為獲取月球中晚期古磁場數(shù)據(jù)提供了機(jī)遇。地質(zhì)地球所研究員朱日祥和副研究員蔡書慧團(tuán)隊，聯(lián)合中國科學(xué)院國家天文臺、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）等的科研人員，對獲批的9顆毫米級玄武巖巖屑樣品開展了磁學(xué)分析。相關(guān)成果為認(rèn)識月球發(fā)電機(jī)中晚期演化歷史提供了關(guān)鍵約束。針對月球返回樣品稀有量少、磁信號弱等特點(diǎn)，該研究建立了一套適合地外微小、弱磁樣品的高精度、低損耗磁學(xué)方法研究體系，為嫦娥五號及后續(xù)深空探測返回樣品磁學(xué)研究提供了技術(shù)支持和保障。該研究采用多種古強(qiáng)度測試方法，獲得了月球20億年前可靠的發(fā)電機(jī)磁場信息。研究顯示，月球在距今20億年前存在一個較弱的發(fā)電機(jī)過程，所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為~2-4 μT。這表明，20億年前月球深部保持一定的熱對流或熱傳導(dǎo)且其驅(qū)動能量可能來源于內(nèi)核結(jié)晶、進(jìn)動、鈦鐵礦堆晶下沉等過程，具有活力的月球深部可能為月球年輕火山活動貢獻(xiàn)了一定熱量。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上?！犊茖W(xué)進(jìn)展》同期刊出了美國麻省理工學(xué)院教授Benjamin P. Weiss撰寫的聚焦文章。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的支持。論文鏈接聚焦文章月球磁場強(qiáng)度演化圖嫦娥五號玄武巖樣品揭示20億年前月球存在弱的發(fā)電機(jī)磁場，指示該時期月球深部仍具有一定活力