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經濟日報 曹松清

國立中央大學太空科學與科技研究中心與地球科學系張竝瑜教授領導的國際研究團隊,攜手The University of Tokyo Earthquake Research Institute 與 University of California, Los Angeles 科學家合作,利用 Apollo 12、Apollo 15 與 Apollo 16 任務於月球表面佈設的磁力儀觀測資料,成功建立月球深部電阻率結構模型,並對長期未解的深層月震(Deep Moonquakes, DMQs)成因提出新的科學解釋。研究成果已獲國際期刊 Earth, Planets and Space 正式接受刊登。

本研究運用地球科學中成熟的電磁探測技術——地磁深部探測(Geomagnetic Depth Sounding, GDS),分析月球位於地球磁尾期間所受到的天然磁場擾動。當外部磁場變化穿透月球內部時,其傳播特性會受到地下導電結構影響,因此研究團隊可藉由磁場變化反演月球不同深度的電阻率分布,進一步推估其組成特性與熱狀態。

 

研究團隊分析三個阿波羅登陸地點的磁場資料後發現,月球上部月函在約 300 公里深度內普遍呈現高電阻特性,顯示該區域整體較為乾燥,缺乏揮發物與熔融物質。然而在 300 至 500 公里深度之間,各觀測地點則出現明顯差異,顯示月球內部存在顯著的橫向非均質結構。研究推測,此現象可能與月球早期岩漿海(Lunar Magma Ocean)冷卻演化過程有關,當時富含鐵鈦礦物的物質向深部下沉,造成月球內部熱化學成分分布不均。

 

值得注意的是,本研究部分磁場資料來自阿波羅任務期間錄製的原始磁帶。這批資料在任務結束後長期存放於倉庫中,幾乎被遺忘。直到近年科學家重新整理阿波羅資料檔案時,這些距今已超過四十年的磁帶資料才被重新發現,並透過數位修復與重建技術得以再次分析,使當年的月面觀測資料重新展現珍貴科學價值。

這項研究也是首次透過電磁觀測資料,對深層月震形成機制提出具有物理一致性的解釋,同時證明地球上已發展成熟的電磁探測技術可成功應用於月球深部結構研究。隨著全球新一波探月計畫持續推進,包括 NASA 的 Artemis program 與中國 Chang'e 7 任務,未來數年內都將陸續建立月球表面長期觀測站,以進一步探測月球內部結構。

 

張竝瑜教授表示,本研究成果亦與台灣 Taiwan Space Agency 委託中央大學研製的月面向量磁力儀(Lunar Vector Magnetometer, LVM)探測任務密切相關。未來若能在月球表面部署新一代電磁觀測儀器,將有機會更精確解析月球深部結構與熱演化歷史。這項成果不僅深化人類對月球內部構造的理解,也為未來月球原位電磁探測任務提供重要科學依據,展現中央大學在行星地球物理與深部探測研究領域的國際研究實力。

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