触发地球磁场产生,会与形成月球的大碰撞有关吗?

月球撞击说与地球历史的关联,可能超乎我们想象。地球磁场可能是与生俱来,不是后来才出现的。

地球有全球性强大磁场,保护地球不受太阳风与宇宙射线威胁,地磁一定是地球形成初期就有。但出现在机和原因,很可能45亿年前发生,受火星大小原行星撞击,很可能与地球磁场的形成有关。

研究论文共同作者英国里兹大学应用数学系教授David Hughes于《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)声明:“之前理论没有留意两者间可能的相关性。”

根据月球的起源假说之一:大碰撞说,行星间大型碰撞,撞飞物质形成地球卫星。科学家几十年来,从研究同位素、陨石、地质学了解月球形成原因,但对地球磁场形成假设倒没有进一步探讨。

地球磁场形成犹如发电机,地球内部外核圈的液态铁,加上行星自转速度,据电磁感应原理,如此条件会形成感应电流,产生环绕地球的磁场。但地球怎么会刚好有产生磁场的条件,一直是科学家大惑不解之处。作者说,若考虑这次撞击,研究地磁产生的大哉问,须考虑以下问题:

作者强调目前使月球形成的撞击与地球磁场形成,两者关联性资讯还太少。但考虑地球磁场历史,大碰撞影响还是不容忽视。如地球自转跟磁场产生息息相关。研究人员说,因地球自转与内部结构,地球发电机是天然稳定的动态过程,不像电力公司发电厂可开开关关或重新设置。且科学家还未厘清,地磁产生机制是因受撞击启动还是地球形成初期自转造就强大的发电机,确未受之后大碰撞影响,还能持续运行。

芝加哥大学天文物理学家Fausto Cattaneo说:“地磁是研究地球史的活化石,如发电机的特征,让我们能推论早期地球环境发展历程,也包括月球如何形成的线索。”无论撞击前还是后,若多考虑发电机条件,也许会是研究地球磁场历史的方向之一。

(首图为示意图,来源:NASA/JPL-Caltech, Public domain, via Wikimedia Commons)