今天的月球是一个静态的球体，几乎没有内部活动；在所有方面看来，它都像是一个死亡、布满灰尘的、小石子般的世界。但数十亿年前，月球可能是一个充满活力的地方——真的是这样。
一项针对尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在阿波罗11号任务期间采集的月球岩石的新研究表明，远古的月球长期维持着一个发电机——一个对流的流体核心，很像地球的，产生一个全球磁场。这块岩石的年龄意味着月球发电机在37亿年前仍在运转，大约是月球形成后8亿年。
如果月球发电机主要由冷却熔融内部的自然翻腾提供动力（就像地球的情况一样），那么持续时间应该比预期的要短。月球的小核心应该很快冷却下来，并在数亿年内结束任何发电机产生的磁场。因此，研究人员可能不得不探索维持发电机运转的替代解释——这些解释偏离了从地球物理学的角度来思考月球内部的传统思路。
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麻省理工学院地质学研究生、1月27日《科学》杂志上一项研究的主要作者艾琳·谢伊说，标准的、类似地球的发电机“本应在37亿年前在月球上就已消失殆尽”。“我们必须开始跳出固有思维模式，思考是什么产生了月球发电机。”
月球曾拥有发电机的最初线索来自许多月球样本，这些样本似乎记录了它们形成时存在的磁场。具体来说，磁场被锁定在方向相似的金属颗粒中。但是，其中一些磁性可以用短暂的磁场而不是发电机来解释。例如，陨石撞击可以将磁性特征冲击到附近的岩石中。
因此，研究人员为了调查月球是否拥有更长久的磁场，寻找在磁场存在下缓慢形成的岩石中编码的月球古地磁学的证据。这种缓慢冷却的岩石在很大程度上不会受到凝固期间来来往往的瞬态磁场的影响。谢伊和她的同事们的研究基于1969年7月20日采集的一块岩石，那天是人类首次“巨大飞跃”到月球表面的日子。该样本是月球地质历史早期火山流出的玄武岩，它需要大约两周的时间才能冷却——大约是撞击产生的短暂磁场预期持续时间的10倍。
研究人员使用高分辨率磁力仪发现，月球样本确实是在磁场存在的情况下形成的，甚至可能与今天地球的磁场一样强。“这个样本告诉我们的是，月球在某个时候确实拥有一个发电机，”谢伊说。“这个磁场持续的时间比我们之前认为的要长得多。”
2009年谢伊的一些共同作者进行的一项类似的古地磁学研究证明，大约在42亿年前存在月球发电机。这恰好是仅靠冷却内部驱动的类似地球的发电机可能达到的极限。“即使如此，这也并非易事，”加州大学圣克鲁兹分校（U.C.S.C.）的行星科学家伊恩·加里克-贝瑟尔说，他是2009年研究的主要作者。
加里克-贝瑟尔说：“这很好，因为这个样本也非常原始，就像我之前研究的样本一样。”他指出，新样本不仅冷却缓慢，而且没有证据表明自最初形成以来受到过冲击和重新加热。“它是一个高质量的磁场记录仪，”加里克-贝瑟尔说。“如果这个样本确实有任何残留[磁化]，再加上样本的原始性质，这表明确实存在发电机。”
支持发电机的证据已经让足够多的研究人员相信，他们正在研究是什么可以在如此长的时间尺度上驱动月球内部的翻腾活动。“在我看来，几乎不可避免的是，存在一个长寿命的月球发电机，”U.C.S.C.行星科学家弗朗西斯·尼莫说。
他和他的同事去年年底在《自然》杂志上发表了一项研究，认为地球的引力可能足以调整月球的自转轴，导致固体的外层和流体的核心以不同的速度旋转。这可能会搅动月球内部，使发电机一直运转到大约27亿年前。同一杂志上的另一篇论文指出，大型撞击也可能足以扰乱月球的自转，从而为发电机提供能量。尼莫指出，如果是这种情况，发电机的运行将是断断续续的。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
这项新研究似乎暗示存在某种这样的机制。“在37亿年前驱动传统的发电机肯定存在困难，”尼莫说。“似乎需要一些更奇特的解释——比如轨道强迫或撞击。”