如果你把傳統的指南針帶到月球上去，很遺憾地告訴你，它幾乎沒有用。今天的月球上缺少全局磁場， 但是數十億年前，月球確實存在磁場，而且它甚至可能比今天的地球磁場還強。
科學家認為，月球磁場像地球一樣，是由攪動月球的內核所發動的，但是後來內核的攪動及其產生的磁場卻逐漸消失了。
現在麻省理工學院和其他機構的科學家已經能夠確定月球磁場的終結時間:大約十億年前。該發現發表在1月1日的《科學進展》雜誌上。新的時間排除了月球後期驅動內核攪動的些理論，並且認為當時的磁場是一種特殊的核心結晶在起作用。當月球的內部鐵芯結晶時，液體芯的帶電流體被迅速攪拌，產生了發電機效應。
磁場是一種瀰漫在太空中的模糊事物，就像一個看不見的力場一樣。現在科學家們已經證明，產生月球磁場的發電機開始在10億年前消亡，並且它們似乎是以類似於地球的方式產生電磁效應的。
在過去的幾年中，麻省理工學院地球、大氣和行星科學教授班傑明·魏斯領導的團隊和其他機構團隊，在距今40億年的月球岩石中發現了大約100微特斯拉的強磁場跡象，而我們今天的地球磁場約為50微特斯拉。
2017年魏斯領導的小組研究了美國宇航局從阿波羅項目中收集的岩石樣本，從中發現的磁場強度很弱，低於10微特斯拉，並確定其年齡約為25億年。當時他們的觀點是，月球發電機可能有兩種運行機制：第一種可能在大約40億年前更早產生了更強的磁場，然後在至少25億年前被第二種時間更長的機制所取代，但是該磁場要弱很多。
來自阿波羅任務的大多數磁性研究樣本都來自古老的月球岩石，可追溯到大約30億至40億年的歷史。這些岩石最初作為熔岩噴發到當時年輕尚不久遠的月球表面，隨著它們的冷卻，微觀晶粒的排列方式和月球磁場的方向對齊。月亮的大部分表面被此類岩石覆蓋，此後一直保持不變，因此完好保存了古代磁場的記錄。
但是很難找到磁歷史始於30億年前的月球岩石，因為此時大多數月球火山活動都已停止，所以過去30億年的月球歷史一直是個謎。儘管如此，研究人員還是確定了兩個月球樣品屬於這一時期，這些樣品是由太空人在阿波羅飛行任務期間收集的，它們似乎在10億年前受到了巨大的衝擊，結果熔化後重新成為一體，以至於有關它們古代的磁記錄幾乎被刪除了。
該小組將樣品帶回實驗室，首先分析了每塊岩石電子的方向，它們要麼沿現有磁場的方向對齊，要麼在沒有磁場的情況下以隨機方向出現。對於這兩塊月球岩石，研究小組觀察到它們都屬於後者：電子的隨機構型，這表明岩石形成在幾乎為零的非常弱的磁場中，不超過0.1微特拉斯。
然後研究小組使用一种放射測年技術確定了這兩個樣品的年代。並且對樣品進行了一系列測試，以查看它們是否確實是好的月球磁場記錄者。換句話說，一旦它們受到巨大衝擊而重新加熱，可以發現它們是否仍然足夠敏感，甚至可以在月球上記錄一個弱磁場。
為了回答這個問題，研究人員將這兩個樣品放在烤箱中，並用高溫處理以有效消除其磁記錄，然後在岩石冷卻後將其暴露在實驗室中人工產生的磁場中。
結果證實，這兩個樣品確實是可靠的磁記錄器，並且它們最初測量的場強為0.1微特斯拉，準確地代表了十億年前月球極弱磁場的最大可能值。一個0.1微特斯拉的磁場場太低了，很可能在這時候月球發電效應已經結束了。
新的發現與預期的鐵核結晶壽命相吻合，鐵核結晶被認為是一種月球發電機機制，該機制可能在月球歷史的後期產生弱而長壽的磁場。
魏斯解釋說，在鐵核結晶之前，一種稱為進動的機制可能會產生更強大，但時間持續更短的發電機效應。進動是一種現象，通過這種現象，諸如月球之類的物體的固體外殼靠近諸如地球之類的更大的物體，會隨著地球的重力而擺動，這種擺動攪動了鐵芯中的液體。
大約40億年前，嬰幼兒時期的月球可能比今天離地球更近，並且更容易受到地球引力的影響。隨著月球緩慢移離地球，進洞的作用減弱，從而削弱了發電機制和磁場。魏斯說，大概在25億年前，鐵核結晶成為月球發電機持續運轉的主要機制，產生了一個較弱的磁場，隨著月球的核心最終完全結晶，磁場逐漸消散。
該研究團隊正在尋找測量月球古代磁場方向的方法，希望能收集有關月球演變的更多信息。此項研究在一定程度得到了NASA的支持。
參考：https://news.mit.edu/2019/when-lunar-dynamo-ended-0101