Установлена ​​новая временная шкала древнего магнитного поля на Марсе

Apr 05, 2023

Марс имел глобальное магнитное поле намного раньше — и намного позже — в истории планеты, чем ранее знали ученые.

Глобальное магнитное поле планеты возникает из-за того, что ученые называют динамо-машиной: потока расплавленного металла внутри ядра планеты, который производит электрический ток. На Земле динамо-машина заставляет стрелки компаса указывать на север. Но динамо-машина Марса вымерла уже миллиарды лет.

Новые выводы исследователей Университета Британской Колумбии (UBC), работающих с коллегами из США и Франции,опубликовано 1 мая в журнале Science Advances, приблизит нас к пониманию точного времени и продолжительности динамо Марса.

«Мы обнаружили, что марсианское динамо действовало 4,5 миллиарда и 3,7 миллиарда лет назад. Время динамо — это большая часть эволюции планеты, и то, что мы обнаружили, сильно отличается от того, что мы думали до сих пор», — сказала Анна Миттельхольц, научный сотрудник. на факультете наук о Земле, океане и атмосфере UBC и первый автор исследования. «Динамо-машина рассказывает нам кое-что о тепловой истории планеты, ее эволюции и о том, как она оказалась там, где находится сегодня, и она уникальна для каждой из планет земной группы — Земли, Марса, Венеры и Меркурия».

Ключи к разгадке магнитной истории планеты кроются в намагниченных камнях на ее поверхности и под ней. Рок подобен магнитофону, особенно вулканические породы. Они начинаются с лавы, но по мере того, как они остывают и затвердевают в присутствии магнитного поля, минералы внутри горных пород выравниваются с глобальным магнитным полем. Датируя эти камни, ученые могут оценить, действовала ли динамо-машина в то время, когда камень был заложен.

Магнетизм в некоторых породах на поверхности Марса указывает на то, что марсианское динамо было активно между 4,3 и 4,2 миллиарда лет назад, но отсутствие магнетизма в трех крупных бассейнах, образовавшихся 3,9 миллиарда лет назад, заставило большинство ученых полагать, что динамо было неактивно из-за этого. время.

Исследователи UBC проанализировали новые спутниковые данные и обнаружили явные доказательства наличия магнитного поля, исходящего от потока лавы Lucus Planum, который сформировался менее 3,7 миллиардов лет назад — намного позже, чем вышеупомянутые бассейны.

Исследователи также обнаружили магнитные поля низкой интенсивности над бассейном Бореалис в северном полушарии планеты, который сформировался 4,5 миллиарда лет назад и считается одним из старейших объектов на Марсе.

«У нас есть два наблюдения, которые указывают на динамо-машину в самый ранний известный момент в истории Марса, а также на динамо-машину, которая существовала через полмиллиарда лет после того, как многие люди думали, что она уже выключилась», — сказала Кэтрин Джонсон, профессор Марсианского университета. Департамент наук о Земле, океане и атмосфере и старший научный сотрудник Института планетарных наук в Тусоне, штат Аризона, которые также внесли свой вклад в исследование.

Исследователи предлагают два возможных объяснения отсутствия магнитных полей над бассейнами: динамо могло остановиться до того, как образовались бассейны, а затем возобновиться до того, как сформировался Lucus Planum, или же удары, создавшие бассейны, просто сместили часть коры, содержащую минералы. который может нести сильный магнетизм.

Новые данные для этого исследования получены со спутника MAVEN, спутника «Атмосфера Марса и нестабильная эволюция». Ранее данные о магнетизме Марса были собраны спутником Mars Global Surveyor, который вращался вокруг планеты в период с 1999 по 2006 год, в основном на высоте 400 километров над поверхностью. MAVEN, запущенный в 2013 году, работает на расстоянии примерно 135 километров от поверхности и улавливает более слабые сигналы, которые MGS не может обнаружить.

Способность MAVEN улавливать сигналы от более мелких объектов на поверхности и вблизи нее помогает исследователям различать, исходит ли магнетизм от них или от более старых пород, захороненных более глубоко в коре планеты.

Эти новые открытия заставляют исследователей задуматься о том, что можно будет обнаружить, если они подойдут еще ближе. Миттельхольц отметил, что это исследование было сосредоточено на двух конкретных особенностях, но по всему Марсу остались кратеры, о которых есть что рассказать. В будущем исследования могут перейти от спутников к дронам или воздушным шарам, предоставляя еще более подробные данные.