Тайна исчезновения магнитного поля Марса наконец-то раскрыта?
Будучи ближайшим соседом Земли, Марс всегда очаровывал и интриговал. Многочисленные космические миссии были предприняты для раскрытия его тайн. Однако многие вопросы, которые могут показаться тривиальными, остаются без ответа. Вот один из самых важных: вопрос о том, почему система Марса так отличается от земной. Почему, в отличие от Земли, Марс потерял свое магнитное поле и большую часть своей атмосферы? Последние исследования показывают, что секрет, наконец, может быть прощен и что это явление связано с изменениями уровня водорода в ядре, которые нарушают конвективное движение, необходимое для поддержания магнитного поля.
Марс, во многом похожий на Землю, был уничтожен Катаклизмом около 4 миллиардов лет назад. Это привело к обеднению его всеми формами жизни.
Далекая от непригодных для жизни пустынь, которые мы знаем сегодня, планета, получившая прозвище «Красная планета», когда-то была частично покрыта океаном. Однако она развивалась по-другому, и причины этого неизвестны. Ее магнитное поле постепенно разрушалось в течение тысяч лет, но в конце концов исчезло совсем. Его атмосфера и океаны не могли быть защищены от солнечного ветра. В конце концов, они испарились в космосе, в результате чего образовались маленькие плоды.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и проведенное Токийским университетом, возможно, нашло ключ к разгадке причины исчезновения магнитного поля. В случае Земли плотное металлическое ядро, покрытое расплавленным слоем, управляет движением конвекционных токов, которые поддерживают ее магнитное поле. Магнитное поле Земли обусловлено сильными конвективными токами расплавленного металла в ее ядре. Представители Токийского университета и авторы исследования считают, что магнитные поля других планет ведут себя точно так же. Авторы исследования объясняют это в своем заявлении.
Читайте также: Тайна солнечного «магнитного возвращения» раскрыта
На сегодняшний день магнитная активность Солнца все еще скрывает множество загадок. Одна из них наконец-то станет известна благодаря Solar Orbiter,..
Затем исследователи смоделировали в лаборатории условия, которые могли существовать в центре Марса миллиарды лет назад.
Магнитное поле, обреченное на исчезновение
Для проведения экспериментов японские ученые использовали данные о результатах космических исследований MET и NASA. Эти данные показали, что марсианское ядро состоит из серого концентрированного расплавленного железа. Сейсмические показания зонда также показывают, что ядро на самом деле менее плотное, чем ранее предсказывали ученые. Это указывает на присутствие более легких элементов, таких как водород.
Имея на руках эти элементы, исследовательская группа синтезировала образцы металлических сплавов железа, серы и водорода (Fe-S-H) для получения экспериментальных ядер. Затем были использованы две небольшие алмазные пластины, чтобы поместить материал в нужное место, уплотнить его и нагреть инфракрасным лазером. Эти условия должны воспроизвести температуры и давление (сотни гигапаскалей), присутствующие в ядре планеты.
Наблюдая за образцами с помощью рентгеновских и электронных лучей, команда смогла представить, что происходит во время плавления марсианского ядра под давлением. Они даже смогли изменить карту состава образцов в этот период.
Результаты оказались столь же захватывающими, сколь и неожиданными. Первоначально однородный Fe-S-H был разделен на две различные жидкости и уровни сложности. Один жидкий металл был насыщен серой, а другой — водородом. «Это ключ к объяснению возникновения и последующего исчезновения магнитного поля вокруг Марса», — объясняет доктор Хилос.
Богатое водородом, бедное серой жидкое железо поднимается над низкоплотным, плотным (серым, бедным водородом) жидким железом. Это приводит к возникновению конвекционных токов. Эти токи создают магнитное поле, которое может удерживать водород в атмосфере вокруг Марса, как это происходит на Земле. Они также позволяют воде существовать в жидкой форме.
Однако это магнитное поле должно было исчезнуть: в отличие от внутренних конвекционных токов на Земле, которые существовали миллиарды лет при полном разделении двух жидкостей, этих токов уже недостаточно для поддержания магнитного поля. Это объясняет, почему магнитное поле Красной планеты просуществовало очень недолго и почему весь водород в ее атмосфере попал в солнечные ветры. Считается, что эта революция произошла около четырех миллиардов лет назад.
Поскольку она и ее соседи произошли из одного и того же космического материала, это открытие может пролить свет на будущее Земли. Если результаты этого исследования будут окончательными, они помогут завершить историю формирования каменистой планеты и уточнить ее состав. Предполагается, что Земля со временем тоже потеряет свое магнитное поле, но не раньше, чем через миллиард лет.
