科學家發現:月球與地球生命誕生有關,四十億年前做出巨大貢獻

2020-11-25 騰訊網

一顆行星的宜居性取決於許多因素，其中一個就是是否有一個強大而持久的磁場。這些磁場產生於地表以下數千公裡的地核，磁場延伸至太空深處，保護大氣層免受太陽風的摧殘。

地球磁場

如果行星沒有強大的磁場保護，就很難留住濃厚的大氣層，大氣層會變得越來越稀薄。對於地球上依靠呼吸才能存活的生物來說，大氣稀薄的行星並不適合生存。

我們知道現在月球幾乎沒有磁場，火星也沒有，但是它們以前是有的。

火星

科學家估計在火星的歷史中，它大氣中損失的氧氣量相當於地球表面一層23米厚的水層中所含的氧氣量。

行星地磁場由地核的液態鐵運動產生，但是讓流體保持運動需要能量，比如行星地核的熱量，當能量不足時，地核冷卻，磁場就會消失。

在沒有磁場的情況下，太陽風和宇宙射線中的帶電粒子將損毀地球大氣上層，可以阻擋紫外線的臭氧層也會消失。

這個完整過程已經在火星上演了一次，太陽風不斷與大氣發生碰撞，將分子撞擊到太空中，就算火星引力在儘量挽留氣體分子，但大氣依然不斷逸散到太空中，造成今天火星大氣密度不到地球的百分之一。

火星稀薄的大氣和無磁場環境總是讓人遺憾，使將來殖民開發面臨很多困難，但也沒辦法，比來比去火星還是其它巖石星球裡條件最好的。

火星磁場消失對人來說是壞事，但消失的月球磁場卻對地球生命來說，其實值得感激。

月球表面幾乎和太空一樣，完全真空，上個月NASA首席科學家James Green在《科學進展》雜誌刊登的最新一項研究表明，月球已經消失的磁場在40億年前保護了地球的大氣層。

月球磁場

今天，地球擁有強大的磁場保護大氣層和低軌道衛星免受太陽風影響。而比鄰的月球，宇宙環境卻要悽涼得多。

為了調查數十億年前的磁場變化，科學家們主要依靠一種含有小顆粒的遠古巖石，因為這些巖石在從形成過程中被磁化，保留了當時和當地磁場的方向和強度。

這樣的巖石非常罕見，它們的磁場信號需要細緻地在實驗室測量。通過這些保留數十億年的信息可以了解地球和月球的早期磁場是如何相互作用的。

通過獲取的原始磁場信息，人們得知月球在42億年前產生了自己的磁場，並持續了約25億年，當時它還有火山活動，有自己的大氣。

假如大氣被破壞，地表環境將會惡劣很多。

月球磁場變化歷史（單位：十億年）

地球產生磁場的時間比月球要稍早點，其平均強度略高於現在地磁強度的一半，也就是說四十多億年來，地球磁場不僅沒衰減，反而增強了！

40億年前月球的磁場可能甚至比今天的地球磁場還要強，但是在32億年前月球磁場急劇下降到弱場狀態。

科學家模擬了地球和月球兩個磁場的相互作用，它們的地磁方向有時同向有時反向，但這種相互作用影響了地球近地空間，為當時地磁強度稍弱的地球遮擋了更多太陽風，保護當時的大氣。

相互影響的地月磁場遮擋了太陽風

當時的磁場相互影響令科學家很感興趣；雖然強大的磁場並不能保證一顆行星大氣層的宜居，但良好的近地空間環境，是地球碳基生命誕生不可或缺的。

根據2017 年 3 月《自然》雜誌刊登的研究成果稱，倫敦大學學院的研究者在加拿大的魁北克省的納沃基達克綠石帶發現 37.7 億年前至 42億年前形成的微生物化石。

從時間上來看，地球生命的誕生顯然與地球有了地球和月球磁場保護相關聯。

儘管太陽已經活動了數十億年，但今天的太陽風依然具備剝離大氣層的能力，地球磁場對於我們至關重要。

令科學家很感興趣的一點是，地球月球磁場相互作用，為何月球磁場強度越來越弱的時候，反而地球磁場變強。月球磁場的削弱消失是否與地球磁場增強有關？

32億年前月球磁場急劇下降時發生了什麼？希望在接下來的探月任務中得到答案。（圖片來自網絡，如侵刪）參考資料：

https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eabc0865

https://www.nature.com/articles/s41561-018-0288-0?proof=t

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