月球才是地球保护神，40亿年前，它用磁场捍卫了地球大气层

今天的地球，是宇宙中生命的天堂。不过，地球的环境并非一直是这样的，在四十几亿年前的时候，这颗星球简直就是地狱。

那个时候，地球的温度比今天高得多，而且空气里几乎没有氧气，反而充斥着有毒的气体。不仅如此，即使是头顶上的太阳，也是生命的杀手。和其他所有恒星一样，太阳在年轻的时候也非常狂躁，强大的辐射足以让地球生物丧命。

虽然那个时候本就没有生命，但是如果当时的辐射没有得到有效的抵御，地球今天同样不会有人类。强大的太阳辐射足以将地球大气中的分子吹走，导致地球失去所有的大气，未来就不可能孕育生命了。

好在，我们的地球有一个强大的护盾，那就是磁场。同时，在四十亿年前那种强大的太阳辐射中，我们的地球大气层能够幸存下来，还应该感谢另外一个护盾——月球。最近，美国宇航局领导的一项研究在《科学进展》杂志上发表论文指出：如果不是月球，今天的地球恐怕不会有生命存在。

NASA首席科学家Jim Green是本次研究的主要作者，他向我们介绍：“看起来，月球曾经为地球提供了一个强大的护盾，抵御着太阳风的伤害，这对于地球在当时维持自己的大气层起到了决定性性作用。我们期待着NASA在阿尔忒弥斯计划中送到月球表面的宇航员能够有所发现，并将重要的月球南极样本带回来。”

根据目前的理论，月球的形成是来自于45亿年前。科学家认为，当时有一颗和火星差不多的行星——忒伊亚撞上了刚刚形成不到1亿年的地球。撞击产生的碎片一部分落回到地球表面，另一部分在太空中通过引力凝聚在一起，形成了月球。

月球的出现，给地球带来了命运的转折。在那个时候，地球的自转速度极快，每一天只有5个小时。而月球的出现延缓了地球的自转速度，并且随着月球的距离越来越远，在角动量守恒的原理下，地球的自转速度也越来越慢。大约40亿年前的时候，月球距离地球只有差不多13万公里，现在平均是38.4万公里，并且仍然以每年3.8厘米的速度远离我们。在这个过程中，月球也被地球潮汐锁定，只有一面能够朝向地球。

月球对于地球的影响远不止于此，甚至可以说，如果没有月球，地球今天可能也是没有任何生命的死亡行星。月球保护地球生物的关键，就是我们从未见过，却可能存在过的月球磁场。

科学家认为，地球的磁场来自于地核里熔融的铁和镍等金属物质，它们在流动过程中会产生电流，并通过电生磁原理形成了地磁场。

随着阿波罗计划等探月计划的展开，科学家发现月球也曾经有过磁场。在刚刚形成的时候，月球也是非常热的，内部的铁和镍也会呈熔融状态，因此，月球的磁场也是可以理解的。但是，由于月球和它的核心都比地球小得多，所以冷却得更快一些。随着内核的温度降到熔点附近，铁和镍不再流动，月球的磁场也就消失了。

Green形象地比喻说：“这就像烤蛋糕一样，一旦你把它拿出来，它就会开始降温。质量越大，降温的时间也就越久。”

巧的是，月球磁场恰好就出现在地球最需要它的时候，那就是太阳年轻、暴躁的时期。

研究人员对40亿年前的地球和月球磁场进行了模拟，以观察二者在太阳系早期对于地月系所产生的影响。结果显示，月球磁场的存在就像是地球的一个盾牌，在很大程度上抵御了太阳的强烈辐射。

同时，地球和月球的磁场还能够形成组合，就像《神雕侠侣》里杨过和小龙女的双剑合璧一样，起到1+1＞2的效果。两个磁场会在彼此两极的区域耦合，形成更加强大的磁场，即使是那个时候狂暴的太阳辐射也无法突破。对于地球大气层来说，这是救命的稻草。甚至在距今35-41亿年前，两颗星球的磁场还有过一段连在一起的时期，双方共享着同一个磁场。

在这个过程中，极强的太阳紫外线辐射还是会产生一些效果，它会导致地球大气层中中性粒子的电子被剥离，剩余的粒子因此而带电，于是随着磁场线方向来到月球，给早期的月球提供了一个稀薄的大气层。此前科学家曾经在月球的岩石样本中发现了一些氮气存在的证据，而地球大气层本就以氮气为主，因此这也是科学家提出这个猜测的根据之一。

大约在距今32亿年前，在月球内核逐渐冷却的前提下，月球磁场也开始逐渐衰弱。大约在距今15亿年的时候，月球磁场就彻底消失了。没有了磁场的保护，月球大气层也就失去了屏障，被太阳风一点点剥离，只留下了光秃秃的星球。除了月球之外，今天的火星也是因此而几乎失去了全部大气。

（图片说明：如今地球依然时刻受到地磁场的保护，而月球却已经失去了它的磁场）

美国宇航局副首席科学家David Draper是本次研究的参与者之一，他指出：“了解月球磁场的历史不仅有助于我们了解它可能存在的早期大气层，也对了解月球内部的演化过程有所帮助。它能告诉我们月球核心曾经是什么样的，也许是液态和固态金属的混合物，总之这是月球内部演化机制的重要拼图。”

更重要的是，这一次的发现再一次暗示我们：一颗足够大的卫星对于行星的宜居程度可能起到了至关重要的作用。在此之前，我们认为月球凭借着自己庞大的身躯，为地球挡住了无数次小天体的撞击，这也为地球生物营造了一个相对稳定的生存环境。

如今的研究告诉我们，卫星的磁场同样是保护行星生物的关键。任何恒星在形成的初期，都会非常狂暴，有着极其强烈的辐射。如果行星的磁场比较单薄，那么就必须有卫星的磁场加以辅助，否则就会被宿主恒星剥去大气层，未来也无法支持生命的出现。

因此，在未来，如果我们希望在系外行星上寻找其他生命存在的证据，或许更应该把重点放在有巨大卫星的行星上。虽然我们不敢下定论，但在这样的行星上寻找地外生命，至少概率会高一些吧。