紅色星球的核心或可解釋古代磁場的奇異之謎

科學(xué)家們早就知道這一點火星目前缺乏磁場，許多人將其微不足道的大氣層歸咎于此——由于地球周圍沒有保護罩，太陽風(fēng)能夠在數(shù)十億年的時間里剝離掉大部分氣體大氣。

但是，越來越多的證據(jù)表明火星曾經(jīng)有磁場。這顆紅色星球的著陸器之一 Insight 的結(jié)果為這一想法提供了可信度，但它們也指出了一個奇怪的特征——磁場似乎只覆蓋了南半球，而沒有覆蓋北半球。

德克薩斯大學(xué)地球物理研究所的一個團隊認(rèn)為他們可能知道原因 - 在最近的論文，他們描述了火星上的完全液態(tài)核心如何產(chǎn)生一個不平衡的磁場，就像 Insight 的數(shù)據(jù)中看到的那樣。

盡管您可能在小學(xué)學(xué)過，但地核并沒有完全熔化。有兩個不同的核心——一個實心的“內(nèi)部”核心和一個熔融的“外部”核心。

由于對那里發(fā)現(xiàn)的鐵和鎳的巨大壓力，內(nèi)核保持固體。因此，覆蓋我們整個星球的磁場實際上只是由外核產(chǎn)生的。

研究人員長期以來一直認(rèn)為，數(shù)十億年前火星上保持磁場時，也存在類似的動態(tài)固體內(nèi)核和熔融外核。

大約 39 億年后，形成當(dāng)時一些大型撞擊盆地的巖石，例如 Hellas 和 Isidis，將包含由于磁場的存在而在冷卻時被磁化的巖石。

由于它們沒有，因此幾乎沒有證據(jù)表明在該點之后存在強大的全球磁場。目前的理論是，隨著行星核心的冷卻，整個核心變得固體，從而消除了最初產(chǎn)生磁場的旋轉(zhuǎn)熔融金屬。

Fraser 討論了 Mars 的發(fā)電機何時關(guān)閉的問題。

然而，火星的磁場有一個奇怪的特征——南北半球磁場的強度存在巨大差異。

這種二分法在 1997 年的火星全球勘測者任務(wù)中首次被發(fā)現(xiàn)，但來自 Insight 著陸器的數(shù)據(jù)也證實了兩個半球之間的明顯差異。

對于為什么存在這種二分法，已經(jīng)提供了各種解釋。這些范圍從大型小行星對非常早期的局部構(gòu)造活動的影響。然而，科學(xué)界并沒有廣泛接受以前的解釋。

進入德克薩斯大學(xué)的 Chi Yan 及其合著者的新理論。他們的解釋是雙重的。首先，這顆紅色星球可能有一個完全熔融的核心，其次，南北半球之間的巨大溫差導(dǎo)致熱量僅在南半球逸出。

磁場可以是人為的 - 正如 Fraser 在這里討論的那樣。

在火星的案例中，熔融的核心將是被稱為“行星發(fā)電機”的過程的主要推動者，該過程會產(chǎn)生行星規(guī)模的磁場。由于地球的內(nèi)核很堅固，發(fā)電機效應(yīng)可能會因系統(tǒng)流體動力學(xué)的低效率而被破壞。

它還可以解釋溫度梯度如何允許如此不均勻的熱量提取。如果南半球的導(dǎo)熱率要高得多，熱量就更有可能流過它，導(dǎo)致產(chǎn)生行星發(fā)電機的攪動主要發(fā)生在行星的南側(cè)。

為了證明他們的觀點，作者使用馬里蘭州高級研究計算中心的超級計算機創(chuàng)建了早期火星的模型版本。它們改變了火星的流體動力學(xué)以及火星地殼的電導(dǎo)率。

他們發(fā)現(xiàn)，與 Insight 和 Global Surveyor 的結(jié)果最準(zhǔn)確匹配的條件發(fā)生在火星核心完全熔化時，并且南北半球的導(dǎo)熱系數(shù)存在顯著差異。

保持火星的任何人工大氣都需要磁場——或類似的東西。

與所有研究一樣，還有很多工作要做。作者建議進一步分析來自 Insight 的一些地震數(shù)據(jù)，看看是否已經(jīng)收集了任何可能與熔融巖心理論一致的其他數(shù)據(jù)。

其他可能的前進路徑可能包括改進對更廣泛的內(nèi)部和外部行星條件的建模，或更深入地了解來自不同地區(qū)和時間的火星隕石。

就目前而言，這個新理論似乎站得住腳——或者說是鐵水，這取決于你問誰。但是，要證明這一理論及其對火星上生命存在的影響，還有很多工作要做。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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