SPACE SCHOOL

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月球的岩漿海洋

地球內部是炙熱的滾滾岩漿,但地球的小夥伴──月球,卻僅有凹凸不平的表面,其餘皆是一片冰冷死寂;但是,新的研究顯示,4億年前的古月球其實也和地球一樣火熱、擁有內層的岩漿海洋。

月球內部 [1]

  在阿波羅太空船幾次往返地球、月球,科學家發現月球上帶回來的石頭,都留下了月球表面在3.5億年前擁有強磁場、而後磁場逐漸減弱的證據,但月球又如何產生磁場呢?如果月球也曾經擁有熔融態的岩漿海洋,那這個問題就迎刃而解了──融熔態的岩漿層就是形成強磁場的主因。

阿波羅任務 [2]

  為什麼熔融的岩漿可以產生磁場呢?想要在星球上產生磁場,需要具備三項要素:液態物質、物質的運動(通常是轉動)以及導電性物質;簡單來說,你可以想像地函中的液態導電金屬圍繞著地核旋轉,就像電流繞著鐵棒旋轉一樣,根據電流磁效應,就會產生磁場。地磁擁有岩漿以及液態鐵鎳組成的核心,才製造出能夠保護我們不受太空中高能粒子和宇宙輻射的危害。

電流磁效應 [3]

地球磁場 [4]

  月球也有核心,但它的核心並不足以製造強大的磁場──絕對比不上月球表面岩石顯示的磁場強度。

  多年來,科學家嘗試用各種理論去解釋月球磁場的形成機制:像是月球核心被金屬攪動、隕石衝撞月球……等,而兩位科學家試圖用電腦模擬月球核心的狀態來解釋強磁場產生,而他們發現所有的模擬都有一個共通性──月球擁有一個溫度極高的熔融態地函。

月球內部構造 [5]

 



  假設月球擁有一層富含熔融態金屬的「岩漿海洋」地函,在岩漿運動時,便會產生磁場;與小小的、產生的磁場也不大的核心相比,「岩漿海洋」距離地表較近,因此是影響到月球表面磁場的主因。科學家發現,在這個假設之下,月球本身的磁場和月球石頭上所記錄的磁場大小一致。當月球逐漸冷卻,地函中的金屬從熔融態轉變為固態,月球磁場逐漸衰弱,直到金屬全部變成固態,磁場就消失了,同時解釋了月球磁場減弱的現象。

  藉由這個學說,研究月球的形成過程,讓我們對於早期太陽系的衛星演化、甚至是地球演化,有更多了解。



原始資料:

翻譯自:https://www.livescience.com/62453-gooey-magma-ocean-inside-moon.html?utm_source=notification

參考資料:https://phys.org/news/2018-04-magma-ocean-responsible-moon-early.html

圖片來源:

[0] http://www.perkinselearning.org/accessible-science/activities/sun-earth-moon-system-model

[1] https://www.livescience.com/62453-gooey-magma-ocean-inside-moon.html?utm_source=notification

[2] http://spacetechnoandmoonmissions.weebly.com/top-ten-discoveries-on-apollo-missions--moon-fun-facts.html

[3]https://market.cloud.edu.tw/content/junior/phy_chem/ty_lk/sir/content/cph9/cph93/cph93-1.htm

[4]https://market.cloud.edu.tw/content/junior/phy_chem/ty_lk/sir/content/cph9/cph92/cph92-1.htm

[5] https://phys.org/news/2018-04-magma-ocean-responsible-moon-early.html

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