几十亿年前，地球表面是一个险恶的热乱。在生命出现之前很久，温度一直在灼烧，空气是有毒的。另外，作为一个蹒跚学步的孩子，太阳以猛烈的爆发和日冕物质抛射的方式猛烈轰炸了我们的星球。被称为太阳风的带电粒子流威胁着我们的大气层。简而言之，我们的星球无法居住。
但是，相邻的盾牌可能帮助我们的星球保持了大气层，并最终发展了生活和宜居环境。美国宇航局在《科学进展》杂志上发表的一项研究说，那个盾牌是月亮。
美国国家航空航天局首席科学家，新研究的主要作者吉姆·格林说：“月球似乎为地球抵御了太阳风提供了实质性的保护屏障，这对地球这段时间内维持大气层的能力至关重要。” “当美国宇航局通过阿耳emi弥斯计划将宇航员送入月球时，我们期待对这些发现进行跟进，该计划将返回南极登月的关键样本。”
月亮的简史
根据领先的理论，月球是在45亿年前形成的，当时我们的星球还不到1亿年之久，一个名为Theia的火星大小的物体撞击到原始地球上。碰撞产生的碎片聚集成月球，而其他残余物重新融入了地球。由于重力，月球的存在稳定了地球的自转轴。那时，我们的星球旋转得更快，一天仅持续5个小时。
在早期，月亮也更近了。当月球的引力拉动我们的海洋时，水被稍微加热，并且能量消散了。这导致月球以每年1.5英寸的速度（大约两个相邻角点的宽度）离开地球。随着时间的流逝，这的确增加了。到40亿年前，月球离地球的距离是今天的三倍-约80,000英里，而目前为238,000英里。在某些时候，月球也被“潮汐锁定”，这意味着地球只能看到它的一侧。
科学家曾经认为月球永远不会有持久的全球磁场，因为它的核心很小。磁场会使电荷沿着看不见的线移动，并在两极向月球下弯。科学家们很早就知道地球的磁场，这种磁场在北极和南极地区形成了色彩艳丽的极光。
磁场充当屏蔽，使电荷沿着其不可见线移动。科学家们很早就知道地球的磁场，这会在北极和南极地区造成颜色鲜艳的极光。液态铁和镍的运动深入地球内部，由于地球地层遗留的热量而仍在流动，它产生的磁场构成了围绕地球磁层的保护性气泡。
但是由于对来自阿波罗任务的月球表面样本的研究，科学家们发现月球曾经也有一个磁层。数十年来一直被密封并最近使用现代技术进行分析的样品的证据继续增多。
像地球一样，来自月球地层的热量会使铁一直向内部深处流动，尽管由于它的大小，时间不长。
格林说：“这就像烤蛋糕：将其从烤箱中取出，它仍在冷却。” “质量越大，冷却时间越长。”
磁屏蔽
这项新研究模拟了大约40亿年前地球和月球的磁场的行为。科学家创建了一个计算机模型，以研究各自轨道上两个位置处的磁场行为。
科学家写道，在某些时候，月球的磁层会成为暴雨袭击地球-月球系统的屏障。这是因为，根据该模型，月球和地球的磁层将在每个物体的极性区域中磁连接。对于地球演化而言，重要的是，高能太阳风粒子无法完全穿透耦合的磁场并剥夺大气层。
但是也有一些大气交换。太阳发出的极端紫外线会使地球最上层大气中的中性粒子剥离电子，使这些粒子带电，并使它们沿着月球磁场线传播到月球。这可能也有助于当时的月球保持稀薄的气氛。月球岩石样品中氮的发现支持这样一种观念，即以氮为主的地球大气层促成了月球的古代大气及其地壳。
科学家计算得出，这种共享的磁场情况可能会持续4.1到35亿年前，而地球和月球的磁层结合在一起。
“了解月球磁场的历史不仅可以帮助我们了解可能出现的早期大气，还可以了解月球内部的演变过程，”美国宇航局副首席科学家兼研究报告的合著者戴维·德雷珀（David Draper）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-这是月球如何在内部运行的难题中非常重要的部分。”
随着时间的流逝，随着月球内部温度的降低，我们最近的邻居失去了磁层，最终失去了大气层。该领域必须在32亿年前大为减少，并在15亿年前消失。没有磁场，太阳风将大气剥夺了。这也是火星失去大气的原因：太阳辐射将其剥离。
如果我们的月球在关键的早期阶段起到了保护我们的星球免受有害辐射的作用，那么类似的话，星系中系外行星周围可能还会有其他卫星，这些卫星有助于维持其宿主行星的大气，甚至有助于人类居住科学家说，这种情况。这将对天体生物学领域感兴趣-研究生命起源和寻找地球以外的生命。
人类的探索可以告诉我们更多
这项建模研究提出了有关地球和月球的古代历史如何有助于保护地球早期大气的想法。难以弄清神秘而复杂的过程，但是从月球表面获得的新样本将为神秘提供线索。
当NASA计划通过Artemis计划在月球上建立可持续的人类存在时，可能会有很多机会来检验这些想法。当宇航员从月球南极返回第一批样本时，那里的月球磁场与地球和月球之间的联系最为紧密，科学家们可以寻找地球古代大气的化学特征，以及通过撞击流星传递的挥发性物质（例如水）和小行星。科学家对南极极地的数十亿年之内根本没有任何阳光的区域（“永久阴影区域”）特别感兴趣，因为苛刻的太阳能粒子不会清除挥发物。
例如，氮气和氧气可能已经沿着磁场线从地球移动到月球，并被困在了这些岩石中。
格林说：“来自这些永久阴影区域的大量样本对于我们能够解开地球挥发物的早期演化，测试我们的模型假设至关重要。”
论文的其他共同作者是巴尔的摩县马里兰大学的Scott Boardsen；还有新泽西州普林斯顿大学的Chuanfei Dong。