《科学进展》发表本项研究成果的封面。《科学进展》 供图

本次嫦娥五号玄武岩样品研究成果艺术示意图。中国科学院地质与地球物理研究所 供图

月球表面磁异常分布图。五角星代表嫦娥五号月球探测任务着陆点。中国科学院地质与地球物理研究所 供图

中国科学家基于嫦娥五号月球样品研究再获一项重要发现——20亿年前月球仍存在弱磁场。

这项研究由中国科学院地质与地球物理研究所朱日祥研究员、蔡书慧副研究员及研究团队联合中国科学院国家天文台、中国地质大学（武汉）等单位合作伙伴共同完成，相关成果论文获国际知名学术期刊《科学》（Science）旗下《科学进展》（Science Advances）最新一期以封面文章发表。

论文第一作者兼通讯作者蔡书慧介绍说，被形象称为月球“发电机”产生的月球磁场可以反映其内部结构及热状态，也能影响月表环境。因此，认识月球磁场的变化过程可以为理解月球演化历史提供重要约束，但目前对于月球磁场持续时间及其中晚期演化过程仍存在较大争议。

中国嫦娥五号任务从风暴洋区域采回人类首批月球中纬度玄武岩样品，玄武岩受到撞击改造程度一般较小，能够代表火山喷发时的月球古磁场强度。嫦娥五号玄武岩喷发年龄为20亿年，代表迄今最年轻的月球玄武岩返回样品，从而为获取月球中晚期古磁场数据提供了独特的机遇。

在本项研究中，研究团队对获批的嫦娥五号9颗毫米级玄武岩岩屑样品进行详细磁学分析。针对月球返回样品稀有量少、磁信号弱等特点，团队建立一套适合地外微小、弱磁样品的高精度、低损耗磁学方法研究体系，为嫦娥五号及后续深空探测返回样品磁学研究提供技术支持和保障。他们采用多种古强度测试方法，获得月球20亿年前可靠的“发电机”磁场信息，相关结果为认识月球磁场“发电机”中晚期演化历史提供了关键约束。

蔡书慧指出，此次研究结果显示，月球在距今20亿年前仍存在一个较弱的“发电机”过程，所产生的磁场强度为2—4微特，这表明20亿年前月球深部仍保持一定的热对流或热传导，其驱动能量可能来源于内核结晶、进动、钛铁矿堆晶下沉等过程，仍然具有活力的月球深部可能为月球年轻火山活动贡献了一定的热量。

《科学进展》封面介绍称，本项研究揭示20亿年前月球存在一个微弱的“发电机”磁场，研究团队还提出年轻月球火山活动起源的另一种可能机制，这些研究成果将为月球太空风化过程和挥发性物质储存等相关研究提供参考约束。

此外，《科学进展》期刊同期还发表了国际行星领域著名学者、美国麻省理工学院本杰明·威斯（Benjamin P. Weiss）教授的解读文章，文章认为嫦娥五号玄武岩是目前返回的最年轻的玄武岩样品，研究团队测得嫦娥五号玄武岩记录的月球磁场古强度，提出月球“发电机”可能至少持续到月球演化的中期，并创新利用嫦娥五号独特的地理位置尝试讨论月球磁场形态分布，为认识月球磁场几何形态提供了宝贵信息。