牛津大学的科学家最终解开了长达数十年的月球磁场之谜，结果表明双方的观点都是正确的。通过重新分析阿波罗任务带回的岩石，他们发现月球确实偶尔会产生极为强大的磁场，甚至比地球磁场还要强——但这种强磁场仅持续数千年或更短的短暂爆发。在大多数时间里，月球磁场其实很弱。
通过重新研究阿波罗任务带回的岩石样本，研究团队发现了证据，表明月球确实经历过极强的磁场时期，有时甚至超过地球的磁场。然而，这些强磁阶段既罕见又短暂。在其大部分历史中，月球的磁场相对较弱。
这种分歧之所以长期存在，很大程度上是因为所有阿波罗任务都是从月球表面同一个大致区域采集样本的。该区域恰好含有记录下这些异常强磁爆发的岩石，给人的印象是这种强磁状态持续的时间远比实际情况要长。
第一作者克莱尔·尼科尔斯副教授（牛津大学地球科学系）解释说："我们的新研究表明，阿波罗样本偏向于那些持续了几千年的极其罕见的事件——但直到现在，这些事件一直被解释为代表月球5亿年的历史。现在看来，是采样偏差阻碍了我们认识到这些强磁事件是多么短暂和罕见。"
富钛岩石与月球磁性
尽管许多阿波罗样本显示出强磁性，但一些科学家认为，月球只有约其半径七分之一大小的较小核心，很难维持强大的磁场。新研究解释了月球如何能够短暂产生并保持如此强烈的磁性。
研究人员检查了月球上发现的一种火山岩——月海玄武岩的化学成分。他们发现岩石的钛含量与其记录的磁场强度之间存在清晰的关系。每一个显示出强磁场迹象的样本都含有高含量的钛。相比之下，钛含量低于6 wt.%的岩石则一致显示出弱磁场的证据。
这种模式表明，富钛岩石的形成与强磁事件的发生直接相关。研究团队提出，月球深处富钛物质的熔化暂时触发了异常强大的磁场。
尼科尔斯教授说："我们现在认为，在月球绝大部分历史中，其磁场一直很弱，这与我们对发电机理论的理解是一致的。但在极短的时间内——不超过5000年，可能短至几十年——月球核-幔边界处富钛岩石的熔化导致了非常强磁场的产生。"
阿波罗采样偏差与未来阿尔忒弥斯任务
月海玄武岩构成了相对平坦的地形，使其成为阿波罗宇航员的理想着陆点。因此，宇航员采集了数量不成比例的、保存了强磁性证据的富钛岩石。科学家们后来在地球上分析了其中许多样本，并得出结论认为月球的磁场必定在很长时期内都很强。
新研究中开发的计算机模型支持了这是采样偏差的观点。如果研究人员检查了更随机选择的月球岩石，那么找到记录这些罕见磁涌的样本的可能性将非常低。
合著者乔恩·韦德副教授（牛津大学地球科学系）打了个比方："如果我们是探索地球的外星人，只在这里着陆过六次，我们很可能也会有类似的采样偏差，特别是如果我们选择平坦表面着陆的话。阿波罗任务如此专注于月球月海区域纯属偶然——如果它们降落在别处，我们很可能就会得出结论，认为月球只曾经有过弱磁场，从而完全错过早期月球历史的这一重要部分。"
合著者西蒙·斯蒂芬森博士（牛津大学地球科学系）补充说："我们现在能够预测月球上哪种类型的样本会保存哪种强度的磁场。即将进行的阿尔忒弥斯任务为我们提供了检验这一假设并进一步探究月球磁场历史的机会。"