早期的地球并不是一个闲逛的好地方。
首先，大约 45 亿年前，当时地球还只是一颗新形成的炽热、黏糊糊的行星，忒伊亚- 一个物体的大小- 撞上它，将碎片飞入太空，并将地球加热到数千度。
然后，大约 40 亿年前，太阳系正在经历一个称为“太阳系”的时期。后期猛烈轰炸，其中小行星正面撞击了内太阳系的类地行星。 在这次攻击下，地球仍然很热，其表面处于熔化状态。
与此同时，太阳虽然比现在更加暗淡和凉爽，但正在经历它可怕的幼儿时期，用猛烈、强大的耀斑和狂野的太阳风猛烈地袭击太空。 在这些条件下，地球能够保留足够的大气层，演变成一个适合生命生存的世界，这真是一个奇迹。
事实上，我们可能要感谢忒伊亚（至少部分地）。 它破碎的那些地球块继续形成。 新的研究表明，月球的磁场可以保护地球免受太阳愤怒的全面冲击。
“月球似乎为地球提供了抵御太阳风的实质性保护屏障，这对于地球在这段时间内维持其大气层的能力至关重要，”物理学家吉姆·格林说，美国宇航局首席科学家，也是这项新研究的主要作者。
我们曾经认为月球是一块或多或少没有生命的岩石。 它现在没有磁场，所以我们假设它从来没有磁场，因为它太小了，可能无法维持所需的发电机效应。
但当我们在 20 世纪 60 年代和 1970 年代将宇航员送往那里时，他们带回来的岩石显示出磁性的证据- 证明月球曾经拥有与地球非常相似的磁场。
地球的磁场是发电机的结果- 一种旋转、对流且导电的流体，可将动能转化为磁能，将磁场旋转到地球周围的空间中。 这种液体就是地球的铁水核心。
刚刚成立的时候，越来越多的证据这表明月球也足够温暖，有一个粘稠的中心，即它自己的熔融铁核。 科学家相信它能够维持磁场直到大约1到25亿年前，当它冷却到铁芯凝固的时候。
“这就像烤蛋糕：你把它从烤箱里拿出来，它仍然在冷却，”格林说。 “质量越大，冷却所需的时间就越长。”
早期的地月关系比现在密切得多。 大约 40 亿年前，月球距离我们只有 130,000 公里（80,000 英里），大约是目前 384,400 公里（238,900 英里）距离的三分之一。 那时地球自转速度也更快：一天只有五个小时。 随着地球自转减慢，月球以每年约 3.82 厘米（1.5 英寸）的速度后退 -这是一个持续的过程。
格林和他的团队想知道在早期条件下月球磁场如何与地球磁场相互作用。 因此，他们设计了一个计算机模型来模拟它。
他们发现两个物体的磁场将通过磁极连接。 这种组合磁场有时会保护地球免于被太阳风剥离的大气层。
地球、月球及其联合磁场。 （美国宇航局）
有趣的是，也可能存在一些气氛交换。 最近发现的证据表明月球有自己的大气层3.5至40亿年前由于火山活动，由月球磁场固定。 但在月球风化层中发现的氮让科学家们感到困惑，因为它一定是从外面送来的。
该团队的模拟表明，地球和月球可能交换了大气中的气体，从而为月球氮之谜提供了解决方案。
这些模拟表明，直到大约 350 万年前，这两个磁场一直保持在一起。 这是一个非常巧妙的发现，与月球大气的时间以及磁场的强度相匹配，此前发现月球的峰值大致达到了峰值40亿年前。
研究小组希望在月球任务中获得的新样本能够提供更多信息。 特别令人感兴趣的是两极永久阴影区域。 它们可能保留着从地球大气层中获取的氧气和氮气，这些氧气和氮气可能已被其他地方的强烈太阳辐射破坏。
这很有趣，因为它表明宜居性的条件可能不仅仅依赖于某种行星（岩石）在一定距离（不太热，不太冷）围绕某种恒星运行。 最近的其他研究表明，同一系统中气态巨行星的存在也可能至关重要，因为它的引力影响两个星球和外部系统中存在潜在危险的物体。
弄清楚地球和太阳系的哪些特征在宜居性方面发挥了重要作用，将有助于我们缩小寻找外星生命的范围。
但了解月球本身也很重要。
“了解月球磁场的历史不仅可以帮助我们了解可能的早期大气层，还可以帮助我们了解月球内部是如何演化的，”天文学家、美国宇航局副首席科学家大卫·德雷珀说。
“它告诉我们月球的核心可能是什么样子——在其历史的某个时刻可能是液态和固态金属的结合体——这是月球内部运作之谜的一个非常重要的部分。”
该研究发表于科学进步。
