火星曾長(zhǎng)期存在穩(wěn)定磁場(chǎng)

王方

科學(xué)家相信，很久以前，火星并不是如今寒冷荒涼的樣子。那時(shí)，河流蝕刻著峽谷，湖泊填滿了隕石坑，而磁場(chǎng)可能阻擋著太空輻射，防止其侵襲大氣中的水分子。

主流觀點(diǎn)認(rèn)為，隨著火星內(nèi)部冷卻，它的磁場(chǎng)消失了，結(jié)束了這一溫暖潮濕的時(shí)期——那時(shí)的行星可能擁有生命。但研究人員無法就這種情況發(fā)生的時(shí)間判斷達(dá)成一致。

如今，美國(guó)科學(xué)家用一臺(tái)新型量子顯微鏡研究了一顆著名的火星隕石的碎片。這顆隕石是一塊火星巖石，在一次撞擊后飛離火星并落在地球上。研究表明，火星磁場(chǎng)一直持續(xù)到39億年前，比許多人想象的長(zhǎng)了數(shù)億年。

科學(xué)家近日在美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)的一次會(huì)議上討論了上述發(fā)現(xiàn)。該發(fā)現(xiàn)也支持這一觀點(diǎn)，即火星磁場(chǎng)有時(shí)會(huì)像地球磁場(chǎng)一樣發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)有助于揭示火星外核曾經(jīng)的熔融“動(dòng)力源”。

“這項(xiàng)研究很好地描繪了可能發(fā)生的事情?！蔽磪⒓釉撗芯康拿绹?guó)北亞利桑那大學(xué)古地磁學(xué)家詹妮弗· 布茲說，“在以前的技術(shù)條件下，這一工作是不可能完成的”。

當(dāng)某些種類的含鐵礦物從熔融巖石中結(jié)晶時(shí)，其內(nèi)部磁場(chǎng)會(huì)像指南針一樣與行星磁場(chǎng)“對(duì)齊”，從而保留其定向印記。隨后的撞擊事件會(huì)加熱巖石，使其被后來的磁場(chǎng)覆蓋，形成多重磁性。

環(huán)繞火星的軌道飛行器在火星表面的巖石中繪制了這些殘留的磁信號(hào)。但火星上一些最大、最古老的“傷疤”似乎不包含磁化巖石。大多數(shù)研究人員認(rèn)為，大約在41億年前，這些隕石坑形成時(shí)，磁性動(dòng)力源已經(jīng)減弱了。

然而奇怪的是，軌道飛行器在火星其他年輕數(shù)億年的熔巖中檢測(cè)到了磁信號(hào)。這表明，該磁場(chǎng)存在的時(shí)間比盆地所透露的時(shí)間更長(zhǎng)。

美國(guó)哈佛大學(xué)地球與行星科學(xué)研究生薩拉·斯蒂爾說：“如果有兩條完全相反的時(shí)間線，就不能說真正理解了另一顆星球過去發(fā)生的事情?！?/p>

該研究使用的樣本是1984年發(fā)現(xiàn)的火星隕石AllanHills 84001。它有41億年歷史，是已知記錄火星這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期的唯一原始樣本。

薩拉·斯蒂爾和哈佛大學(xué)行星科學(xué)家羅杰·傅借助最先進(jìn)的量子顯微鏡，對(duì)3個(gè)薄如紙片的0.6克樣品進(jìn)行了成像。超強(qiáng)分辨率顯示了3種不同的硫化鐵礦物，其中2種在不同方向上被強(qiáng)烈磁化，1種則缺乏明顯的磁性特征。

這反映了隕石記錄的3次已知撞擊事件分別發(fā)生在大約40億年前、39億年前和11億年前。羅杰·傅解釋說，兩種較古老的礦物都被高度磁化，這表明39億年前火星磁場(chǎng)仍然存在，磁場(chǎng)強(qiáng)度約為地球磁場(chǎng)平均強(qiáng)度的1/3。

麻省理工學(xué)院行星科學(xué)家本·維斯說，在這樣的強(qiáng)度下，磁場(chǎng)可以使有害的宇宙射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而保護(hù)潛在的早期生命形式，以及保護(hù)火星大氣免受太陽風(fēng)的影響。

此外，這些礦物也為火星的內(nèi)部運(yùn)行提供了線索。研究人員表示，火星就像地球一樣，每幾億年會(huì)發(fā)生一次磁極翻轉(zhuǎn)。

本文轉(zhuǎn)自《中國(guó)科學(xué)報(bào)》