关于月球磁场强度的争论之所以产生，是因为阿波罗任务样本在月球 35 亿至 40 亿年前的早期历史中，展现了强磁场与弱磁场并存的矛盾证据。研究人员曾就Moon是维持着持续的强磁场还是弱磁场展开争论，因为这些样本的古地磁数据显示，磁场强度有时高达 100 microtesla，但其他时候则低得多。最终的解决之道在于认识到，Apollo登月点位于富钛区域，这些区域保存了仅持续数千年的罕见、短促的强磁场爆发，而非代表月球历史大部分时间的典型弱磁场。
五十多年来，科学界一直被“月球磁力悖论”所困扰，这一难题源于 1969 年至 1972 年间Apollo program带回的岩石。虽然部分样本表明早期的Moon拥有像地球一样强大的磁屏蔽，但其他数据则显示磁场微弱到几乎不存在。了解这段磁场历史至关重要，因为它为研究月核的热演化和冷却速率提供了一个窗口。University of Oxford的一项新研究于 2026 年 2 月 26 日发表在Nature Geoscience上，通过证明争论双方观察到的是“闪烁型”磁流体动力（magnetic dynamo）的不同阶段，终于调和了这些对立的观点。
月球岩石中的钛含量如何影响磁场记录？
月球岩石（尤其是月海玄武岩）中的高钛含量，使其能够更好地记录并保存磁场短暂强烈激增的证据。钛含量超过6%的样本始终显示出强磁性，而含量较低的样本则指示为弱磁场。这种与Moon核幔边界熔融事件相关的富钛成分，同时导致了岩石的形成和磁场的临时增强。
由University of Oxford地球科学系的Associate Professor Claire Nichols领导的研究团队，利用现代古地磁技术重新检查了Mare basalts的化学成分。他们的分析揭示了一个惊人的相关性：每一个记录了高强度磁场的月球样本都富含钛。相反，钛含量低于 6 wt.% 的岩石普遍具有微弱的磁性特征。这一发现表明，高钛火山岩的产生与强磁场的产生是同一种内部地质过程的表现。
研究中的具体测量结果表明，这些高钛岩石捕捉到的磁场脉冲只是例外，而非普遍规律。根据Professor Nichols的说法，Apollo样本对极其罕见的事件存在偏见，这些事件仅持续了几千年。在历史上，这些短暂的高活跃期被误认为代表了月球历史中一个稳定的、长达 5 亿年的纪元。实际上，Moon的磁屏蔽在存在的大部分时间里可能都很微弱，只有当其内部深处满足特定的热条件时，强度才会激增。
“闪烁型”核心的力学原理
月球的核心作为一个间歇性磁流体动力运行，其中核幔边界处富钛物质的熔化触发了短促的磁活动爆发。与地球稳定且持久的磁场不同，月球版磁场是由偶发性的冷却和地幔翻转驱动的。这些事件产生的磁场偶尔比地球还要强，但通常持续时间不超过 5,000 年，随后便会回到休眠或微弱状态。
这种力学解释回应了为什么许多科学家对强月球磁场持怀疑态度。Moon的核心相对较小——仅占其总半径的约七分之一——根据标准的动力学理论，这很难维持强大的磁屏蔽。然而，University of Oxford的研究人员提出，富钛矿物向核心的俯冲或下沉提供了必要的热扰动，从而暂时“启动”了磁流体动力。这种机制允许产生一个闪烁的屏蔽罩，在 35 亿至 40 亿年前以短促、强烈的爆发形式保护表面免受太阳辐射。
这场争论之所以持续，在很大程度上是由于Apollo任务固有的采样偏差。由于Moon的Mare regions相对平坦且着陆安全，宇航员自然采集了不成比例的Mare basalts。合著者Associate Professor Jon Wade指出，如果任务在其他地方着陆，科学家们可能会得出Moon从未有过强磁场的结论。该团队的模型证实，从月球表面各处随机采集的一组样本，几乎肯定会缺失记录了这些独特磁性事件的罕见富钛岩石。
未来的 Artemis 任务将如何揭示月球磁场？
未来的 Artemis 任务将从富钛的 Apollo 着陆点以外的多种月球区域采集样本，从而提供更广泛的数据集来证实月球间歇性的磁场历史。通过对具有不同地质成分的区域进行采样，研究人员可以验证钛相关性假设，并构建更准确的月球磁流体动力年表。这将有助于确定这种“闪烁”状态是全球性现象，还是局限于特定的火山区域。
Artemis program提供了一个独特的机会，可以在Apollo宇航员从未到达的区域寻找仍保留着古老特征的磁异常。该研究的合著者 Dr. Simon Stephenson 强调，团队现在能够预测哪些类型的岩石会保留特定的场强。通过瞄准低钛区域，Artemis探险者可以提供所需的“对照组”，以证明Moon的磁场历史绝大部分时间是沉寂的，仅被牛津团队发现的剧烈且由钛驱动的激增所打断。
随着科学家们展望在Moon上建立长期存在，了解这些古老的磁特征已不仅仅是历史性的好奇。这项发表在Nature Geoscience上的研究——“An intermittent dynamo linked to high-titanium volcanism on the Moon”，有效终结了月球科学的一个重大篇章，同时也为下一代探索者打开了新的大门。通过利用 21 世纪的技术重新审视这些遗留样本，University of Oxford证明了太阳系的秘密往往就隐藏在那些我们已经研究了几十年的岩石之中。
- 主要研究机构： University of Oxford, Department of Earth Sciences
- 发表刊物： Nature Geoscience, 2026 年 2 月 26 日
- 关键发现： 强磁场事件非常罕见（约 5,000 年），且与富钛火山活动有关。
- 影响： 解决了关于强弱月球磁场理论之间长达 50 年的冲突。
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