Миллиарды лет назад Марс был совсем другим местом, не таким холодным и сухим как сегодня. Марс имел более плотную, теплую атмосферу и жидкую воду, текущую по его поверхности, и, возможно, даже жизнь! Причина этого заключается в том, что, как и Земля, Марс имел планетарное магнитное поле, которое было создано действием в его ядре. Но когда это поле исчезло, все стало резко меняться!
В течение многих лет ученые считали, что это поле исчезло более 4 миллиардов лет назад, в результате чего атмосфера Марса медленно очищалась солнечным ветром. Но согласно новым исследованиям, проведенным Университетом Британской Колумбии (UBC), были выявлены новые данные о том, когда это магнитное поле исчезло, и указывают на то, что магнитное поле Марса существовало раньше (и на сотни миллионов лет дольше), чем считалось ранее.
Исследование, описывающее результаты, которое недавно появилось в журнале Science Advances, было проведено под руководством Анны Миттельхольц – постдокторанта UBC из отдела науки о Земле, океане и атмосфере. К ней присоединились Кэтрин Джонсон, старший научный сотрудник Института планетарных наук (PSI), и международная команда исследователей.
Как и Земля, глобальное магнитное поле Марса, как полагают, было результатом Динамо-эффекта, вызванного действием в его ядре. Это происходит, когда жидкое внешнее ядро вращается вокруг твердого внешнего ядра, в противоположном направлении вращения планеты. К сожалению, магнитное поле исчезло, что привело к тому, что атмосфера планеты со временем очистилась до такой степени, что она стала чрезвычайно тонкой.
Ученые связывают это с меньшей массой и плотностью Марса (по сравнению с Землей), что привело к более быстрому охлаждению его недр. Это привело к тому, что внешнее ядро планеты стало твердым, что остановило марсианский динамический эффект. Между тем, считается, что его внутреннее ядро находится в жидком состоянии, потому что давление внутри Марса слишком мало, чтобы заставить его затвердеть.
В прошлом ученые полагались на изучение намагниченных пород на поверхности и под поверхностью Марса, чтобы восстановить историю магнитного поля планеты - особенно лавовых пород. Этот тип камня берет начало в мантии планеты, а затем поднимается на поверхность в результате вулканической активности и всплытия. Поскольку лава подвергается воздействию поверхности и охлаждается, ее минералы выравниваются с глобальным магнитным полем.
После изучения намагниченных образцов поверхностных пород ученые обнаружили, что Динамо было активно между 4,3 и 4,2 миллиарда лет назад. Однако образцы горных пород, которые были взяты из трех больших бассейнов Марса - Эллады, Аргира и Исидиса, образовавшихся 3,9 миллиарда лет назад, – привели большинство ученых к выводу, что к этому времени Динамо было неактивным.
Но после анализа новых данных, полученных космическим орбитальным аппаратом NASA Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), команде была представлена иная картина.
Предыдущие данные о магнетизме на Марсе были собраны спутником Mars Global Surveyor (MGS), который вращался вокруг Красной планеты между 1999 и 2006 годами. По большей части, эта миссия НАСА проводила свои наблюдения, находясь на расстоянии 400 км от поверхности. Миссия MAVEN, которая начала вращаться вокруг Марса в 2014 году, смогла принять более слабые сигналы, поскольку она действовала на расстоянии 135 км от поверхности.
Новые данные MAVEN показывают четкое наличие магнитного поля, исходящего от лавового потока Lucus Planum, который сформировался около 3,7 миллиарда лет назад и показал наличие магнитного поля. Это указывает на то, что магнитное поле Красной планеты существовало намного позже, чем предполагали предыдущие исследования.
Как объяснил Джонсон, который является научным советником Миттельхольца и профессором кафедры наук о Земле, океане и атмосфере в UBC:
«Возраст нового динамо определяется корреляцией магнитных сигналов с молодым (3,7 млрд. лет) потоком лавы. В частности, мы видим «дыру» в сигнале магнитного поля над небольшим кратером в потоке, который проникает в основание потока, поэтому мы знаем, что этот маленький кратер удалил магнитный сигнал: это говорит нам о том, что намагниченные породы находятся в потоке, а не просто похоронены гораздо глубже».
Кроме того, они отметили наличие низко-интенсивного магнитного поля над бассейном Бореалиса в северном полушарии планеты. Это одна из старейших особенностей Марса, сформировавшаяся 4,5 миллиарда лет назад, в то время, когда самому Марсу было чуть более 100 миллионов лет. Эти два наблюдения указывают на существование динамо очень рано в истории Марса и что она просуществовала на полмиллиарда лет дольше, чем думали многие ученые.
Чтобы объяснить отсутствие намагниченных пород в бассейнах Эллады, Аргира и Исидиса, исследователи предлагают два возможных объяснения. С одной стороны, Динамо, возможно, остановилось до того, как эти бассейны сформировались и перезапустилось позже. С другой стороны, вполне возможно, что удары, которые образовали их, вытеснили кору, которая содержала минералы, которые могли бы нести сильную магнитную сигнатуру.
В любом случае, эти результаты могут открыть новые возможности для изучения геологической истории Марса и его внутренней структуры. Как объяснил Джонсон:
“Если скалистая планета или Луна имеет глобальное магнитное поле, как на Земле сегодня или когда-то в прошлом, это говорит нам о глубине планеты в то время. Кроме того, новые результаты для динамо при 3,7 млрд лет позволяют предположить, что марсианский динамо мог быть активен во время очень разных климатических условий на Марсе, в частности, когда образовались многие сети долин.”
В частности, именно способность MAVEN улавливать сигналы от более мелких объектов на поверхности и вблизи нее позволила исследовательской группе различать ИС, поступающие с поверхности или из более старых пород, погребенных глубже в земной коре. В любом случае, эти новые открытия заставили ученых задаться вопросом, что они могли бы найти, если бы они могли посмотреть еще ближе.
Марс изобилует кратерами, и , в конце концов, будущие миссии смогут изучить их более тщательно – особенно там, где участвуют марсоходы или воздушные шары. Например, марсоход Perseverance сядет на Марсе в 2021 году в кратере Jezero – который расположен на краю бассейна Исидры. В дополнение к тому, чтобы найти доказательства прошлой обитаемости (и, возможно, прошлой жизни!) он также может раскрыть некоторые вещи о геологическом прошлом Марса.
Читайте также: Быстрые Радиопомехи были обнаружены внутри Млечного Пути
Ставь лайк! Подписывайся! Делись статьей с друзьями!
