研究人员表示去除地外样本中的磁性航天器污染很容易

几十年来，科学家们一直在思考月球古代磁性的奥秘。根据对月球样本的分析，其现已消失的磁场可能已经活跃了超过15亿年——相差10亿年。科学家认为，它像地球一样通过发电机过程产生，即岩石行星核心内导电液态金属的旋转和搅拌产生磁场。

然而，研究人员一直在努力解决如此小的行星体如何维持长期磁场的问题。一些人甚至质疑返回样本的合法性，这些样本表明存在古代发电机，这表明磁性可能是通过在返回任务期间暴露在航天器上的强磁场中或从月球大规模撞击产生的等离子体中获得的。

斯坦福大学的科学家现已证明，月球样本中的磁性不会因航天器返回地球的旅程或某些实验室程序而发生不利改变，从而反驳了古代发电机理论的两个主要反对理由之一。发表在《地球物理研究快报》上的研究结果对于其他太空样本返回任务的研究来说是个好兆头，因为在飞行过程中或在地球上获得的任何磁性污染都可以很容易地去除。

研究报告的主要作者、斯坦福杜尔可持续发展学院地球物理学助理教授索尼娅·蒂科(SoniaTikoo)表示：“你想知道返回样本的航天器本质上不会用磁力炸毁你的岩石。”

“我们模拟了一个样本长期暴露在比地球更强的磁场中——这对于航天器来说可能是现实的——并发现几乎所有样本，包括我们之前在月球背景下研究过的几个样本，发电机记录，我们可以很容易地消除这种污染。”

再现污染

研究作者对来自四次不同阿波罗任务的八个样本进行了两组实验室实验。他们使用磁铁将样本暴露在约5毫特斯拉的场强下(大约比地球磁场强100倍)持续两天，以大致复制从月球返回旅程的长度。

然后，他们将样本放入磁屏蔽实验室房间，测量污染物衰减的速度，并测试使用标准技术去除污染物的难易程度。研究表明，玄武岩(熔岩流冷却形成的岩石)通常比含玻璃的月球岩石更不易受到磁污染，但几乎在所有情况下，使用标准方法都可以轻松去除由此产生的污染。

“作为一个国际社会，我们开始向其他天体发送更多样本返回任务，因此很高兴知道，只要我们小心确保航天器场不要太高，而且不必必然为零——我们仍然可以进行古地磁学研究以及其他研究，”蒂科说，他还担任地球和行星科学领域的礼节性任命。“你并不总是需要发射一个沉重的磁屏蔽，这会占用大量的空间和大量的质量，而以牺牲其他科学为代价。”

古地磁学是地球物理学的一个分支，它利用岩石形成时的剩余磁化强度来重建地磁场的方向和/或强度。除了全球发电机如何控制月球表面挥发性物质(例如水)的输送和保留之外，月球的磁历史对于理解内部热历史随时间的演变也很重要。研究作者写道：“古老的月球区域甚至可能有助于早期地球上的大气保留。”

“古地磁学是理解核心过程的一个非常强大的工具，因为我们无法到达行星的核心，也无法了解核心过去的行为，”该研究的合著者、博士生Ji-InJung说。地球物理学专业的学生。

发电机理论

磁场可以保护行星表面免受有害的太阳辐射和太空天气的影响，从而实现大气层的长期保存。虽然已经提出了各种其他产生磁场的机制，但发电机理论是地球上这种现象的广泛接受的解释。

科学家认为，地球磁场可能对于支持生命的条件的发展至关重要，因此了解它们在其他行星和卫星周围的存在是寻找外星生命证据的一部分。

“为了了解行星体的内部结构及其与大气或其他系统的相互作用，我们需要了解行星发电机过程，”荣格说。

磁场还可以揭示行星体的整体冷却历史，进而影响其火山活动及其构造体系。对于小行星，研究人员希望了解磁场如何帮助早期太阳星云中的物质聚集在一起，并最终形成更大的行星。

月球的磁历史特别令人感兴趣，因为地球物理学家不明白像月球这样的小行星体如何能够产生长期存在的磁场，因为它的核心很小，可能会很快冷却。下一步，Tikoo的目标是继续区分发电机假说和影响假说。

蒂科说：“这项研究证明我们可以利用任务返回的样本进行地外古地磁学研究。”“我认为没有人怀疑地球古地磁学的能力，我很高兴我们也能在太空中做到这一点。”

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