Когда Марс потерял своё магнитное поле?

Магнитное поле Марса
Когда-то на Марсе было магнитное поле, похожее на Земное, которое препятствовало уничтожению его атмосферы. Авторы и права: NASA.

Сейчас Марс – это холодное, высушенное место, но миллиарды лет назад это была совершенно другая планета. На Марсе была более плотная, тёплая атмосфера, а также вода, текущую по его поверхности, и, возможно, даже жизнь! Это всё было возможно благодаря тому, что, подобно Земле, у Марса было глобальное магнитное поле. Но когда это поле исчезло, всё очень быстро изменилось!

На протяжении многих лет учёные полагали, что это поле исчезло более 4 миллиардов лет назад, в результате чего атмосфера Марса медленно разрушалась под действием солнечного ветра. Однако, согласно новому исследованию , проведённому сотрудниками Университета Британской Колумбии (UBC), были наложены новые ограничения на исчезновение этого магнитного поля, что указывает на то, что магнитное поле Марса существовало на сотни миллионов лет дольше, чем считалось ранее.

Исследование, которое описывает результаты работы, было недавно опубликовано в журнале Science Advances. Оно было проведено Анной Миттельхольц – научным сотрудником Департамента наук о Земле, океане и атмосфере UBC. К ней присоединилась Кэтрин Джонсон, старший научный сотрудник Института планетологии (PSI), и международная команда исследователей.

Как и на Земле, считается, что глобальное магнитное поле Марса было результатом динамо-эффекта, вызванного вращением его ядра. Это происходит, когда жидкое внешнее ядро ​​вращается вокруг твёрдого внутреннего ядра, в противоположном направлении. К сожалению, магнитное поле исчезло и это привело к тому, что атмосфера планеты со временем была разрушена до такой степени, что она стала чрезвычайно тонкой.

Марс
Дельта Кратера Jezero – это хорошо сохранившаяся древняя речная дельта на Марсе. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL.

Учёные связывают это с более низкой массой и плотностью Марса (по сравнению с Землёй), что привело к более быстрому охлаждению внутренней части Красной планеты. Таким образом внешнее ядро ​​планеты стало твёрдым, что остановило эффект марсианского динамо. Между тем считается, что его внутреннее ядро ​​находится в жидком состоянии, потому что давление внутри Марса слишком низкое, чтобы оно затвердело.

В прошлом учёные полагались на изучение намагниченных пород на поверхности и под поверхностью Марса, чтобы восстановить историю магнитного поля планеты – особенно лавовых пород. Этот тип камня берёт начало в мантии планеты, а затем поднимается на поверхность в результате вулканической активности. Поскольку лава охлаждается достигнув поверхности, то минералы входящие в её состав, выравниваются с глобальным магнитным полем.

Исследовав намагниченные образцы поверхностных пород, учёные обнаружили, что динамо было активным между 4,3 и 4,2 млрд. лет назад. Однако, прошлые исследования горных пород, проведённые в трёх крупных бассейнах – Эллады, Аргире и Исидиса – которые образовались 3,9 миллиарда лет назад, привели большинство учёных к выводу о том, что к этому времени динамо было уже неактивно.

Но после анализа новых данных, полученных орбитальным аппаратом MAVEN (НАСА), команде была представлена ​​другая картина. Как объяснила Миттельхольц в недавнем пресс-релизе:

“Мы обнаружили, что марсианское динамо работало 4,5 млрд. лет назад и 3,7 млрд. лет назад. Динамо рассказывает нам об истории планеты, её эволюции и о том, как она оказалась там, где она находится сегодня”.

Предыдущие данные о магнитном поле Марса были собраны спутником MGS, который находился на орбите над Красной планетой в период с 1999 по 2006 годы. По большей части, эта миссия НАСА проводила свои наблюдения, находясь на расстоянии 400 километров над поверхностью. Миссия MAVEN, которая начала свою работу в 2014 году, смогла уловить более слабые сигналы, поскольку она находилась на расстоянии всего 135 километров над поверхностью.

Новые данные MAVEN обнаружили явные свидетельства магнитного поля, исходящего от лавового потока Lucus Planum, который образовался около 3,7 миллиардов лет назад, и показали наличие магнитного поля в тот период. Это указывает на то, что марсианское магнитное поле существовало намного позже, чем предполагали предыдущие исследования.

Океан на Марсе
Возможно, так выглядел Марс в далёком прошлом. Авторы и права: Kevin Gill / NASA.

Кроме того, было обнаружено наличие магнитного поля низкой интенсивности над бассейном Бореалис в северном полушарии планеты. Это одна из древнейших особенностей Марса, возникшая 4,5 миллиарда лет назад, когда самому Марсу было немногим более 100 миллионов лет. Эти два наблюдения указывают на существование динамо в самом начале истории Марса и на то, что оно длилось на полмиллиарда лет дольше, чем думали многие учёные.

Чтобы объяснить отсутствие намагниченных пород в бассейнах Эллады, Аргире и Исидиса, исследователи предлагают два возможных объяснения. С одной стороны, динамо могло остановиться, прежде чем эти бассейны сформировались. С другой стороны, возможно, что удары, которые сформировали их, сместили кору, содержащую минералы, которые могли иметь сильную магнитную сигнатуру.


Больше информации: https://advances.sciencemag.org/
Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.