地球或向月球“播撒”生命要素：新研究揭示磁场牵引大年夜气粒子跨空际输送

研究由美国罗切斯特大年夜学团队开展，成果揭橥在《Communications Earth & Environment》期刊上，核心不雅点是：地球磁场并非纯真“锁住”大年夜气，反而在太阳风的推动下，为部分带电大年夜气粒子打开了逃逸通道。 当太阳风剥离地球高层大年夜气中的带电粒子时，这些粒子会沿着地球磁场力线活动，个中一些力线延长至月球轨道邻近，使粒子最终沉积在月球表层泥土（风化层）之中。

研究团队成员、物理与天文学系传授 Eric Blackman 指出，经由过程把月壤中保存的粒子信息与太阳风与地球大年夜气互相感化的计算机模仿结合起来，有望重建地球大年夜气与磁场在地质汗青时代的演变轨迹。 早前阿波罗登月义务采集的样本分析显示，月壤中含有水、二氧化碳、氦、氩、氮等挥发性物质，个中氮的含量尤其难以用太阳风来源零丁解释，为“来自地球”的假说供给了重要线索。

早在 2005 年，东京大年夜学研究团队就提出，部分月壤挥发性物质可能源自地球大年夜气，但当时主流不雅点认为，这种转移更可能产生在地球尚未形成全球性磁场之前，因为磁场被视为阻拦大年夜气逃逸的“保护罩”。 罗切斯特大年夜学的新研究则注解，这一假设并不完全精确：在存在磁场的情况下，借助太阳风与磁力线的合营感化，大年夜气粒子向月球输送的效力反而更高。

为验证这一机理，团队应用高等数值模仿构建了两种情景：一种是早期没有磁场、但太阳风更为强烈的地球，另一种是类似当今、拥有强磁场而太阳风相对较弱的地球。 模仿成果显示，在现代这类具备强磁场的前提下，通往月球的粒子通量更为可不雅，意味着地球向月球“播撒”大年夜气粒子的过程，很可能贯穿了月球汗青的大年夜部分时光。

从应用角度看，假如月球表层经久积聚了来自地球的大年夜气成分，那么个中的水、氮等挥发性元素，将来有望被用于支撑月面人类活动，削减从地球发射物质的依附，明显晋升深空摸索的可持续性。 研究作者还指出，这一机制对于懂得其他类地行星的大年夜气逃逸和宜居性具有更广泛的启发意义，例如曾经拥有类似地球磁场和更厚大年夜气层的火星，其早期大年夜气物质可能以类似方法被带离星球。

编译自/ScitechDaily

这项研究由研究生 Shubhonkar Paramanick、地球与情况科学学者 John Tarduno 以及计算科学家 Jonathan Carroll-Nellenback 等合营完成。 他们认为，月壤中记录的这些粒子，构成了追溯地球以前大年夜气构成、气候演变、海洋变更甚至生命成长过程的一扇独特窗口。