Ученые устанавливают новую временную шкалу магнитного поля на Марсе

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

Новые данные исследователей UBC, опубликованные в журнале Science Advances, приближают нас к пониманию точного времени и продолжительности движения марсианской динамо-машины.

-Мы обнаружили, что марсианское Динамо действовало 4,5 миллиарда и 3,7 миллиарда лет назад. То, что мы находим, очень отличается от того, что мы думали до сих пор», — сказала Анна Миттельхольц, аспирант кафедры 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 попала туда, где находится сегодня, и она уникальна для каждой из планет земной группы — Земли, Марса, Венеры и Меркурия.»

Ключ к разгадке магнитной истории планеты лежит в намагниченных камнях на ее поверхности и под ней. Камни похожи на магнитофон, особенно вулканические породы.

Они начинаются как расплавленная лава, но по мере того, как они охлаждаются и затвердевают в присутствии магнитного поля, минералы внутри горных пород выравниваются с глобальным магнитным полем. Датируя эти породы, ученые могут оценить, была ли динамо-машина активной в то время, когда породы затвердели.

Магнетизм в некоторых горных породах на поверхности Марса указывает на то, что марсианское Динамо было активно между 4,3 и 4,2 миллиардами лет назад, но отсутствие магнетизма в трех больших кратерах, образовавшихся 3,9 миллиарда лет назад, заставило большинство ученых полагать, что Динамо было неактивным к тому времени.

Исследователи UBC проанализировали новые спутниковые данные и обнаружили явные свидетельства магнитного поля, исходящего от лавового потока Lucus Planum, который сформировался менее 3,7 миллиарда лет назад — гораздо позже, чем вышеупомянутые кратеры.

Ученые также обнаружили низкоинтенсивные магнитные поля над кратером Бореалиса в северном полушарии планеты, который сформировался 4,5 миллиарда лет назад и считается одним из самых древних объектов на Марсе.

«У нас есть эти два наблюдения, которые указывают на динамо-машину в самое раннее известное время в истории Марса, и динамо-машину, которая присутствовала через полмиллиарда лет после того, как многие люди думали, что она уже отключилась», — говорят ученые.

Исследователи предлагают два возможных объяснения отсутствия магнитных полей над кратерами: динамо-машина, возможно, остановилась до того, как они сформировались, а затем снова запустилась до того, как образовался Lucus Planum, или удары, которые создали кратеры, просто вытеснили часть коры, содержащую минералы, которые могут нести сильный магнетизм.

«Timing of the martian dynamo: New constraints for a core field at 4.5 and 3.7 Ga» Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aba0513 .