月球磁场研究现状、挑战和机遇

报告简介:

磁场是影响行星宜居环境形成和变化的重要因素,因此行星磁场研究是深空探测的重要科学任务。月球作为地球的天然卫星,其磁场的起始、消失和变化不仅能够反映月球内部结构和运动状态,同时月球磁场与太阳风、地球风相互作用,也会影响月球表面环境,因此月球磁场研究是月球探测计划的重要科学任务之一。目前月球磁场的观测途径包括轨道卫星观测、载荷磁力仪测量和月球返回样品分析。卫星观测和载荷磁力仪测量主要观测月表磁异常分布,而月球返回样品是认识月球古磁场演化的主要途径。目前关于月球古磁场的研究主要基于 Apollo 载人登月返回样品,采样位置主要集中在月球正面的中低纬度,样品年代集中在 30 亿年前和 10 亿年后。由于已有返回样品缺乏原位方向信息,目前月球样品的研究主要集中在古磁场强度方面,对月球古磁场方向的认识基本处于未知状态。

月球古磁场观测数据的匮乏使得对月球磁场的起源和演化的认识非常有限:月球是否曾有过全球发电机磁场仍存在争议;月球磁场起止时间和演化过程缺乏约束;月球磁场的空间形态分布基本处于未知状态。获得更多不同时空分布的高质量月球磁场观测数据是解决月球磁场起源和演化问题的关键。嫦娥五号、六号返回样品为认识月球磁场演化提供了新的机遇。对嫦娥五号、六号返回样品开展磁学研究可以获得月球磁场演化的关键节点和不同位置古磁场信息,为认识月球古磁场时空分布和月球发电机运行机制提供关键证据。后续探月计划还将返回不同位置、不同年代的月球样品,未来的国际月球科研站更是有望实现原位磁场测量,这些深空探测计划将全面推动月球磁场研究,为探讨月球磁场起源演化及其发电机驱动机制提供关键约束,进而为认识月球内部结构、热演化历史和月表环境提供参考。

报告人简介:

秦华峰
博士,副研究员,中国科学院地质与地球物理研究所。从事古地磁学研究和实验室技术开发。研制高性能低磁感热退磁炉,性能指标超越国外进口商业产品,突破古地磁领域研究瓶颈,支持发表数十篇国际SCI。承担国家重大科研装备研制项目 “磁检测标定仪研制” 课题,建成大型高精度零磁屋,结合静态磁屏蔽和主动磁屏蔽技术创新性地对屏蔽屋实行交变退磁,提升屏蔽室性能。主持国家自然科学基金青年和面上等项目,发表 SCI 论文数十篇,获得发明专利 3 项(第一发明人)。