月の磁場の強さをめぐる論争は、35億〜40億年前の初期の歴史において、アポロ計画のサンプルが強い磁場と弱い磁場の両方の矛盾する証拠を示したことから生じました。研究者たちの間では、Moonが継続的に強い磁場を維持していたのか、あるいは弱い磁場だったのかについて議論が続いてきました。これらのサンプルから得られた古地磁気データが、ある時は最大100マイクロテスラという強度を示す一方で、それ以外でははるかに低い値を示していたためです。この決着は、アポロ計画の着陸地点がチタンを豊富に含む領域であったことを認識したことで得られました。そこには、月の歴史の大部分を占める典型的な弱い磁場ではなく、わずか数千年しか続かない強烈な磁気の稀で短いバーストが記録されていたのです。
50年以上にわたり、科学界は1969年から1972年にかけてのApollo programで持ち帰られた岩石に端を発する「月磁気のパラドックス」という難問によって二分されてきました。一部のサンプルは、初期のMoonが地球と同等に強力な磁気シールドを持っていたことを示唆していましたが、他のデータは磁場がほとんど存在しないほど弱かったことを示していました。この磁気の歴史を理解することは、月の核の熱進化と冷却速度を知るための窓となるため、非常に重要です。2026年2月26日にNature Geoscienceで発表されたUniversity of Oxfordによる新しい研究は、議論の両陣営が「明滅する」磁気ダイナモの異なるフェーズを観察していたことを実証し、ついにこれらの対立する見解を調和させました。
月の岩石に含まれるチタン含有量は、磁場記録にどのように影響したのか？
月の岩石、特に月の海（Mare）の玄武岩に含まれる高いチタン含有量は、短期間の強力な磁場サージの証拠をより良く記録し、保存することを可能にしました。6パーセント以上のチタンを含むサンプルは一貫して強い磁性を示しましたが、それ以下のサンプルは弱い磁場を示しました。このチタン豊富な組成は、Moonの核・マントル境界における溶融事象に関連しており、岩石の形成と一時的な磁場の強化の両方を引き起こしました。
University of Oxford、Department of Earth SciencesのAssociate Professor Claire Nichols率いる研究チームは、現代の古地磁気技術を用いてMare basaltsの化学組成を再調査しました。彼らの分析は驚くべき相関関係を明らかにしました。高強度の磁場を記録したすべての月のサンプルは、チタンも豊富に含んでいたのです。逆に、チタン含有量が6重量%未満の岩石は、一様に弱い磁気特性と関連していました。この発見は、高チタン火山岩の生成と強力な磁場の発生が、同じ内部地質プロセスの兆候であったことを示唆しています。
研究内の具体的な測定値は、これらの高チタン岩石が、常態ではなく例外である磁気のパルスを捉えていたことを示しています。Professor Nicholsによると、アポロのサンプルは、わずか数千年しか続かなかった極めて稀な出来事に偏っています。歴史的に、これらの短い高活動期間は、月の歴史における5億年間の安定した時代を代表するものと誤認されてきました。実際には、Moonの磁気シールドはその存在の大部分において弱かった可能性が高く、内部深くで特定の熱条件が満たされたときにのみ、その強度が急上昇したと考えられます。
明滅する核のメカニズム
月の核は断続的なダイナモとして機能しており、核・マントル境界でチタンを豊富に含む物質が溶融することで、短期間の磁気活動のバーストが引き起こされました。地球の安定的で長期間持続する磁場とは異なり、月の磁場は断続的な冷却とマントルオーバーターン（転倒）によって駆動されていました。これらのイベントは、時には地球よりも強い磁場を生成しましたが、通常は5,000年ほどしか持続せず、その後は休止状態または弱い状態に戻りました。
この力学的な説明は、なぜ多くの科学者が強力な月の磁場に懐疑的であったかという疑問に答えるものです。Moon's coreは比較的小さく、全半径の約7分の1しかありません。標準的なダイナモ理論では、これほど小さな核が強力な磁気シールドを維持するのは困難であるはずです。しかし、University of Oxfordの研究者たちは、チタンを豊富に含む鉱物が核に向かって沈み込む（サブダクション）ことで、ダイナモを一時的に「ジャンプスタート」させるために必要な熱攪拌が提供されたと提案しています。このメカニズムにより、35億年前から40億年前の間に、短く激しいバーストで表面を太陽放射から守る明滅するシールドが可能になったのです。
この議論が長期化したのは、主にアポロ計画に固有のサンプリング・バイアスの結果でした。MoonのMare regions（海）は比較的平坦で着陸の安全性が高いため、宇宙飛行士たちは自然と不釣り合いなほど多くのMare basaltsを収集することになりました。共同著者のAssociate Professor Jon Wadeは、もしミッションが他の場所に着陸していたら、科学者たちは月の磁場は最初から強力ではなかったと結論づけていただろうと指摘しています。チームのモデルは、月の表面全体からランダムに収集されたサンプル群には、これらのユニークな磁気イベントを記録した稀な高チタン岩石がほぼ確実に含まれていなかったであろうことを裏付けています。
今後のアルテミス計画は月の磁場について何を明らかにするのか？
今後のアルテミス（Artemis）計画では、チタンが豊富なアポロの着陸地点以外の多様な月の領域からサンプルを収集し、月の断続的な磁気史を確認するためのより広範なデータセットを提供します。異なる地質学的組成を持つ領域をサンプリングすることで、研究者はチタン相関仮説を検証し、月のダイナモのより正確なタイムラインを構築することができます。これにより、「明滅する」状態が世界的な現象であったのか、あるいは特定の火山地帯に局在していたのかを判断するのに役立ちます。
Artemis programは、アポロの宇宙飛行士が到達しなかった領域で、古代の痕跡を今なお保持している磁気異常を発見するユニークな機会を提供します。研究の共同著者であるDr. Simon Stephensonは、チームが現在、どのタイプの岩石が特定の磁場強度を保持しているかを予測できるようになったと強調しています。チタンの少ない領域をターゲットにすることで、Artemisの探査者たちは、Moonの磁気の歴史が主に静穏であり、オックスフォードのチームが特定した激しいチタン燃料によるサージによってのみ中断されていたことを証明するために必要な「対照群」を提供できるのです。
科学者たちがMoonへの長期滞在を目指す中で、これらの古代の磁気の痕跡を理解することは、単なる歴史的好奇心以上の意味を持ちます。Nature Geoscienceに掲載された研究論文「An intermittent dynamo linked to high-titanium volcanism on the Moon」は、月科学における大きな一章を事実上締めくくると同時に、次世代の探査者たちのために新たな扉を開くものです。21世紀の技術で遺産であるサンプルを再検討することで、University of Oxfordは、太陽系の秘密がしばしば私たちが何十年も研究してきた岩石そのものの中に隠されていることを実証しました。
- 主要研究機関: オックスフォード大学 地球科学科
- 掲載誌: Nature Geoscience、2026年2月26日
- 主な発見: 強力な磁気イベントは稀（約5,000年間）であり、チタンを豊富に含む火山活動に関連していた。
- 影響: 強力な月の磁場理論と弱い磁場理論の間の50年にわたる対立を解決する。
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