Около четырёх миллиардов лет назад Марс обладал мощным магнитным полем, сходным с земным, которое защищало его плотную атмосферу от солнечного ветра. Сегодня от этого щита остался лишь слабый магнитный след, зафиксированный в породах планеты. При этом этот след особенно силён в южном полушарии Марса, что уже долгое время ставит учёных в тупик.
Специалисты из Института геофизики Техасского университета (UTIG) провели исследование, результаты которого опубликованы в журнале Geophysical Research Letters. Главный вывод работы — древнее магнитное поле Марса покрывало только южную часть планеты. Эта гипотеза впервые находит прямое соответствие с тем, как распределён современный магнитный отпечаток в марсианской коре.
В отличие от Земли, где магнитное поле охватывает всю планету, у Марса оно было односторонним. Причина этого, как полагают авторы исследования, — в особенностях внутреннего строения красной планеты. По словам ведущего автора, научного сотрудника UTIG и школы геонаук Джексона при Техасском университете Чи Яна: «Без твёрдого внутреннего ядра гораздо проще получить магнитное поле, локализованное в одном полушарии».
Чтобы проверить эту гипотезу, учёные использовали суперкомпьютеры и провели дюжину симуляций, моделируя Марс с полностью жидким ядром. В каждой модели северная часть мантии была сделана горячее южной, что привело к более интенсивному оттоку тепла через южное полушарие. Этот температурный градиент запустил динамо-процесс: движение жидкого металлического ядра породило мощное магнитное поле только в южной части планеты.
Этот механизм известен как планетарное динамо и объясняет, как движение расплавленного металла создаёт магнитное поле. Важно, что предыдущие исследования исходили из предположения, что у Марса было твёрдое внутреннее ядро и жидкая внешняя оболочка, как у Земли, однако новые данные из миссии NASA InSight изменили это представление.
Зонд InSight обнаружил, что ядро Марса содержит больше лёгких элементов, чем предполагалось, и в настоящее время полностью жидкое. Это указывает на то, что 4 миллиарда лет назад, в эпоху активного магнитного поля, его внутренности также были расплавленными.
Соавтор исследования, Стэнли, отметил: «Здорово видеть, что мы можем получить однополушарное магнитное поле при внутренней структуре, соответствующей тому, что показал InSight о современном Марсе».
До сих пор преобладала теория, что магнитный след в северном полушарии был стёрт ударами астероидов. Однако альтернативная гипотеза, предложенная UTIG, объясняет это асимметрией внутреннего строения. Планетарный исследователь Дуг Хемингуэй, не участвовавший в работе, считает: «Это убедительная альтернатива распространённому предположению, что следы магнитного поля на севере были уничтожены ударами астероидов».
Марс привлекает внимание не только сходством с Землёй, но и потенциальной пригодностью для будущей колонизации. Красная планета отличается резкой дихотомией между севером и югом по рельефу, составу поверхности и магнитному полю, что делает её уникальным объектом для изучения эволюции планетарных ядер и динамо-процессов.
Открытие одностороннего магнитного поля на Марсе не только меняет представления о прошлом планеты, но и даёт ключ к пониманию длительности динамо и сохранения атмосферы. Это различие между Марсом и Землёй подчёркивает, насколько разнообразны могут быть эволюционные пути даже у схожих по размеру и составу планет.
Изображение носит иллюстративный характер
Специалисты из Института геофизики Техасского университета (UTIG) провели исследование, результаты которого опубликованы в журнале Geophysical Research Letters. Главный вывод работы — древнее магнитное поле Марса покрывало только южную часть планеты. Эта гипотеза впервые находит прямое соответствие с тем, как распределён современный магнитный отпечаток в марсианской коре.
В отличие от Земли, где магнитное поле охватывает всю планету, у Марса оно было односторонним. Причина этого, как полагают авторы исследования, — в особенностях внутреннего строения красной планеты. По словам ведущего автора, научного сотрудника UTIG и школы геонаук Джексона при Техасском университете Чи Яна: «Без твёрдого внутреннего ядра гораздо проще получить магнитное поле, локализованное в одном полушарии».
Чтобы проверить эту гипотезу, учёные использовали суперкомпьютеры и провели дюжину симуляций, моделируя Марс с полностью жидким ядром. В каждой модели северная часть мантии была сделана горячее южной, что привело к более интенсивному оттоку тепла через южное полушарие. Этот температурный градиент запустил динамо-процесс: движение жидкого металлического ядра породило мощное магнитное поле только в южной части планеты.
Этот механизм известен как планетарное динамо и объясняет, как движение расплавленного металла создаёт магнитное поле. Важно, что предыдущие исследования исходили из предположения, что у Марса было твёрдое внутреннее ядро и жидкая внешняя оболочка, как у Земли, однако новые данные из миссии NASA InSight изменили это представление.
Зонд InSight обнаружил, что ядро Марса содержит больше лёгких элементов, чем предполагалось, и в настоящее время полностью жидкое. Это указывает на то, что 4 миллиарда лет назад, в эпоху активного магнитного поля, его внутренности также были расплавленными.
Соавтор исследования, Стэнли, отметил: «Здорово видеть, что мы можем получить однополушарное магнитное поле при внутренней структуре, соответствующей тому, что показал InSight о современном Марсе».
До сих пор преобладала теория, что магнитный след в северном полушарии был стёрт ударами астероидов. Однако альтернативная гипотеза, предложенная UTIG, объясняет это асимметрией внутреннего строения. Планетарный исследователь Дуг Хемингуэй, не участвовавший в работе, считает: «Это убедительная альтернатива распространённому предположению, что следы магнитного поля на севере были уничтожены ударами астероидов».
Марс привлекает внимание не только сходством с Землёй, но и потенциальной пригодностью для будущей колонизации. Красная планета отличается резкой дихотомией между севером и югом по рельефу, составу поверхности и магнитному полю, что делает её уникальным объектом для изучения эволюции планетарных ядер и динамо-процессов.
Открытие одностороннего магнитного поля на Марсе не только меняет представления о прошлом планеты, но и даёт ключ к пониманию длительности динамо и сохранения атмосферы. Это различие между Марсом и Землёй подчёркивает, насколько разнообразны могут быть эволюционные пути даже у схожих по размеру и составу планет.
