Тайна магнитного поля Марса, наконец, может быть раскрыта: ученые теперь полагают, что древнее магнитное поле Красной планеты существует только в ее южном полушарии. Новое исследование предполагает, что этот странный дисбаланс может быть вызван неравномерным плавлением ядра и внутренним нагревом, создающим сильное и несбалансированное магнитное поле. Это опровергает предыдущие предположения о том, что Марс похож на Землю, и изображает Марс как мир, сформированный его глубокими недрами.
Компьютерное моделирование одностороннего магнитного поля на раннем Марсе было выполнено на основе данных исследования, проведенного Геофизическим институтом Техасского университета. Это исследование может объяснить необычные магнитные отпечатки, обнаруживаемые сейчас на Марсе. Фото предоставлено: Анкит Барик/Университет Джонса Хопкинса
Марс, как и Земля, когда-то имел сильное магнитное поле, защищавшее его толстую атмосферу от солнечного ветра. Сегодня магнитное поле исчезло, но его следы остались в марсианской коре. Вопрос, который годами озадачивал ученых, заключается в том, почему эти остатки магнитного поля в основном обнаруживаются в Южном полушарии.
Теперь исследователи из Института геофизики Техасского университета (UTIG) могут получить ответ. Их новое исследование предполагает, что марсианское магнитное поле может существовать только в южной половине планеты.
Это неравномерное, или полусферическое, магнитное поле похоже на структуру магнитного поля в земной коре сегодня, говорит ведущий автор Чи Ян, исследователь Техасского университета в Институте геологических наук Джексона и Школе наук о Земле. Это также означает, что, в отличие от глобального магнитного поля Земли, древнее магнитное поле Марса могло быть несбалансированным.
в соответствии сЯн ЯнВведение. Одним из объяснений является то, что в то время у Марса было полностью жидкое ядро.
«Логика здесь в том, что, поскольку твердого ядра нет, легче создать полусферическое (одностороннее) магнитное поле», — сказал Ян. «Это может иметь значение для древней динамо-машины Марса и того, как долго она сможет поддерживать атмосферу».
Схематическая диаграмма зонда НАСА InSight. Приборы посадочного модуля обнаружили, что Марс может иметь полностью расплавленное ядро. Согласно исследованиям Геофизического института Техасского университета, это может объяснить феномен одностороннего магнитного поля Марса. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
В исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, исследователи использовали компьютерное моделирование для моделирования этого сценария.
До сих пор большинство исследований раннего Марса основывалось на моделях магнитного поля, которые предполагают, что у Красной планеты было ядро, подобное Земле, которое было твердым и окружено расплавленным железом.
Посадочный модуль НАСА InSight обнаружил, что элементы, составляющие ядро Марса, легче, чем ожидалось, что вдохновило исследователей попытаться смоделировать полностью жидкое ядро. Это означает, что ядро Марса плавится при температуре, отличной от температуры Земли, и поэтому, вероятно, находится в расплавленном состоянии, сказала соавтор исследования Сабина Стэнли, заслуженный профессор Bloomberg в Университете Джонса Хопкинса.
Если ядро Марса расплавлено сейчас, говорит Стэнли, то оно почти наверняка было расплавленным 4 миллиарда лет назад, когда магнитное поле Марса было активным.
Чтобы проверить эту идею, исследователи подготовили имитационную модель жидкого ядра раннего Марса и десятки раз запустили ее на суперкомпьютере. После каждого запуска исследователи устанавливали температуру северной половины мантии Марса немного выше, чем южной половины.
В конечном счете, разница температур между более горячей мантией в северном полушарии и более холодной мантией в южном полушарии приводит к тому, что тепло, выходящее из ядра, выделяется только на южном конце планеты. Таким образом, выделяющегося тепла достаточно, чтобы привести в действие генератор, создающий сильное магнитное поле, сконцентрированное в южном полушарии.
Планетарное динамо — это самоподдерживающийся механизм, который генерирует магнитное поле, обычно за счет движения расплавленного металлического ядра.
«Мы не знали, может ли это объяснить магнитное поле, поэтому мы были рады увидеть, что можем создать (единое) магнитное поле полушария с внутренней структурой, которая соответствует тому, что InSight рассказал нам о недрах Марса», — сказал Стэнли.
По словам Дуга Хемингуэя, исследователя планет из колледжа Игнаси Техасского университета, это открытие представляет собой убедительную альтернативу распространенной гипотезе о том, что удар астероида уничтожил бы доказательства наличия магнитного поля планеты в горных породах Северного полушария.
«Марс сам по себе интересен, потому что он в некотором роде похож на Землю, и это самая близкая к Земле планета, которую мы можем себе представить, на которой мы могли бы построить дом», — сказал Хемингуэй, который не участвовал в исследовании. «Однако между северным и южным полушариями Марса существуют огромные различия. Рельеф, топография и магнитные поля северного и южного полушарий совершенно разные. Любые подсказки, которые могут объяснить эту асимметрию, драгоценны».
Собрано из /scitechdaily