月球才是地球保護神，40億年前，它用磁場捍衛了地球大氣層

今天的地球，是宇宙中生命的天堂。不過，地球的環境並非一直是這樣的，在四十幾億年前的時候，這顆星球簡直就是地獄。

那個時候，地球的溫度比今天高得多，而且空氣裡幾乎沒有氧氣，反而充斥著有毒的氣體。不僅如此，即使是頭頂上的太陽，也是生命的殺手。和其他所有恆星一樣，太陽在年輕的時候也非常狂躁，強大的輻射足以讓地球生物喪命。

雖然那個時候本就沒有生命，但是如果當時的輻射沒有得到有效的抵禦，地球今天同樣不會有人類。強大的太陽輻射足以將地球大氣中的分子吹走，導致地球失去所有的大氣，未來就不可能孕育生命了。

好在，我們的地球有一個強大的護盾，那就是磁場。同時，在四十億年前那種強大的太陽輻射中，我們的地球大氣層能夠倖存下來，還應該感謝另外一個護盾——月球。最近，美國宇航局領導的一項研究在《科學進展》雜誌上發表論文指出：如果不是月球，今天的地球恐怕不會有生命存在。

NASA首席科學家Jim Green是本次研究的主要作者，他向我們介紹：「看起來，月球曾經為地球提供了一個強大的護盾，抵禦著太陽風的傷害，這對於地球在當時維持自己的大氣層起到了決定性性作用。我們期待著NASA在阿爾忒彌斯計劃中送到月球表面的太空人能夠有所發現，並將重要的月球南極樣本帶回來。」

根據目前的理論，月球的形成是來自於45億年前。科學家認為，當時有一顆和火星差不多的行星——忒伊亞撞上了剛剛形成不到1億年的地球。撞擊產生的碎片一部分落回到地球表面，另一部分在太空中通過引力凝聚在一起，形成了月球。

月球的出現，給地球帶來了命運的轉折。在那個時候，地球的自轉速度極快，每一天只有5個小時。而月球的出現延緩了地球的自轉速度，並且隨著月球的距離越來越遠，在角動量守恆的原理下，地球的自轉速度也越來越慢。大約40億年前的時候，月球距離地球只有差不多13萬公裡，現在平均是38.4萬公裡，並且仍然以每年3.8釐米的速度遠離我們。在這個過程中，月球也被地球潮汐鎖定，只有一面能夠朝向地球。

月球對於地球的影響遠不止於此，甚至可以說，如果沒有月球，地球今天可能也是沒有任何生命的死亡行星。月球保護地球生物的關鍵，就是我們從未見過，卻可能存在過的月球磁場。

科學家認為，地球的磁場來自於地核裡熔融的鐵和鎳等金屬物質，它們在流動過程中會產生電流，並通過電生磁原理形成了地磁場。

隨著阿波羅計劃等探月計劃的展開，科學家發現月球也曾經有過磁場。在剛剛形成的時候，月球也是非常熱的，內部的鐵和鎳也會呈熔融狀態，因此，月球的磁場也是可以理解的。但是，由於月球和它的核心都比地球小得多，所以冷卻得更快一些。隨著內核的溫度降到熔點附近，鐵和鎳不再流動，月球的磁場也就消失了。

Green形象地比喻說：「這就像烤蛋糕一樣，一旦你把它拿出來，它就會開始降溫。質量越大，降溫的時間也就越久。」

巧的是，月球磁場恰好就出現在地球最需要它的時候，那就是太陽年輕、暴躁的時期。

研究人員對40億年前的地球和月球磁場進行了模擬，以觀察二者在太陽系早期對於地月系所產生的影響。結果顯示，月球磁場的存在就像是地球的一個盾牌，在很大程度上抵禦了太陽的強烈輻射。

同時，地球和月球的磁場還能夠形成組合，就像《神鵰俠侶》裡楊過和小龍女的雙劍合璧一樣，起到1+1＞2的效果。兩個磁場會在彼此兩極的區域耦合，形成更加強大的磁場，即使是那個時候狂暴的太陽輻射也無法突破。對於地球大氣層來說，這是救命的稻草。甚至在距今35-41億年前，兩顆星球的磁場還有過一段連在一起的時期，雙方共享著同一個磁場。

在這個過程中，極強的太陽紫外線輻射還是會產生一些效果，它會導致地球大氣層中中性粒子的電子被剝離，剩餘的粒子因此而帶電，於是隨著磁場線方向來到月球，給早期的月球提供了一個稀薄的大氣層。此前科學家曾經在月球的巖石樣本中發現了一些氮氣存在的證據，而地球大氣層本就以氮氣為主，因此這也是科學家提出這個猜測的根據之一。

大約在距今32億年前，在月球內核逐漸冷卻的前提下，月球磁場也開始逐漸衰弱。大約在距今15億年的時候，月球磁場就徹底消失了。沒有了磁場的保護，月球大氣層也就失去了屏障，被太陽風一點點剝離，只留下了光禿禿的星球。除了月球之外，今天的火星也是因此而幾乎失去了全部大氣。

（圖片說明：如今地球依然時刻受到地磁場的保護，而月球卻已經失去了它的磁場）

美國宇航局副首席科學家David Draper是本次研究的參與者之一，他指出：「了解月球磁場的歷史不僅有助於我們了解它可能存在的早期大氣層，也對了解月球內部的演化過程有所幫助。它能告訴我們月球核心曾經是什麼樣的，也許是液態和固態金屬的混合物，總之這是月球內部演化機制的重要拼圖。」

更重要的是，這一次的發現再一次暗示我們：一顆足夠大的衛星對於行星的宜居程度可能起到了至關重要的作用。在此之前，我們認為月球憑藉著自己龐大的身軀，為地球擋住了無數次小天體的撞擊，這也為地球生物營造了一個相對穩定的生存環境。

如今的研究告訴我們，衛星的磁場同樣是保護行星生物的關鍵。任何恆星在形成的初期，都會非常狂暴，有著極其強烈的輻射。如果行星的磁場比較單薄，那麼就必須有衛星的磁場加以輔助，否則就會被宿主恆星剝去大氣層，未來也無法支持生命的出現。

因此，在未來，如果我們希望在系外行星上尋找其他生命存在的證據，或許更應該把重點放在有巨大衛星的行星上。雖然我們不敢下定論，但在這樣的行星上尋找地外生命，至少概率會高一些吧。