40億年前的月球,到底是如何「守護」地球和磁場消失的原因?

2020-11-02 宇宙及宇宙外讀者

為何只有地球存在生命?月球上面到底有什麼?

說起宇宙不得不提太陽系,太陽風每天都在不停地轟擊地球,那什麼是太陽風呢?其實太陽風就是太陽爆發出的高能帶電粒子,這些帶電粒子以大約每秒四百公裡的速度轟擊著地球。

他們的攻擊會使得地球的大氣發生電離,繼而慢慢地剝離地球大氣層。那麼若沒有了大氣層的保護,地表上將無法保持液態水,溫度也將無法維持室溫,那麼地球就會變成一個乾燥寒冷不適合生命生存的環境。


就像現在的火星那樣,可幸好我們有地磁場的保護。由於颱風是由帶電的粒子組成,所以當他們遇到地球的磁場時就會被磁場偏轉,從而繞過地球。而在太陽風的轟擊下,地球的磁場也發生了變形,向著太陽一面的磁場被太陽風擠壓,形成了一種拱形的激波。

而背著太陽的磁場在為太陽風拉出了一條長長的尾巴,這個成為地球的磁尾。所以在太空中,地球就是一個被彗星狀磁場包裹的星球,而磁場外則是危及生命的太陽風,所以磁場的存在對我們至關重要。


問題一:那地球磁場到底是如何形成的?

其實目前對於地球磁場形成的真正原因,我們還不是十分的清楚,但現在的主流觀點是認為地球的磁場是來源於地球內部液態金屬的對流形成。在地表三千公裡下,有一個由鐵鎳組成的固態內核,這個是地球的核心。

而在內核的外層包裹著一層絨絨狀的液態金屬。這些業態基礎在內核的冷卻及自轉的影響下會產生流動的電流,而這些電流則會產生感應磁場,這個成為地球的發電機原理。形成的磁場會一直由地球內部延伸到太空,屏蔽了颱風的侵蝕,保護了地球的生命。


它會不會像火星磁場那樣消失呢?

而根據古地磁研究顯示,地球磁場至少是在35億年前形成,有的研究則是認為在42億年前。但不管是35億年還是42億年,這是地球磁場的普遍強度都是非常的低,大概只有現在磁場的一半。

而在前面我們知道強大的磁場可以有效地屏蔽太陽風的侵蝕,從而保護大氣層。那遠古時代地球又是如何躲過颱風的空間,從而保護大氣層的呢?

在2020年10月14日發表於《科學進展》的一項研究表明,在地球的最初時刻可能是月球的磁場保護了地球。

在五十年前,阿波羅登月計劃帶回了月球的巖石。而通過這些巖石,我們可以探測月球的磁場,就像通過地球巖石確定地球磁疇那樣,但巖石形成並能卻是巖石中的磁疇會受到磁場的影響,進而改變方向。


而一旦延時冷卻下來,並且當溫度下降到所謂的居裡溫度時,磁疇的方向便被確定了下來,從此不再受外界的影響。所以我們就可以通過這些磁疇確定的四周分布來估測在某一特定時間磁場的強度和方向。

所以通過這種方法探測月球的巖石,我們可以知道月球的磁場大約是在32億年前逐漸消失的。但在四十億年前,月球的磁場是非常的強大,比現如今地球的磁場還要強。


而通過已知的數據,研究人員在計算機上模擬了遠古地球磁場與月球磁場的相互作用。他們發現第一個磁場的相互作用可以一直延伸到地球與太陽的基地太空區域。這層強大的磁場有效地避免了遠古地球被太陽風的侵蝕,從而為地球生命的形成創造了條件。

但隨著地球磁場的增強,月球磁場也在32億年前逐漸的降低,直至現在完全消失。所以通過這次的研究,我們可以看出月球不光為地球阻擋的隕石撞擊的風險,它還在地球形成的最初時期幫助地球阻擋的太陽風的轟擊。而這所有的一切好像就是特意安排那樣完美的,讓人難以置信。

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  • 40億年前,月球可能生命繁盛,為什麼突然消失了?
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