Ядрото на Червената планета може да обясни мистерията на нейното магнитно поле

Учените знаят от известно време, че Марс в момента няма магнитно поле и мнозина обвиняват за това оскъдната му атмосфера – без защитен щит около планетата, слънчевият вятър е успял да премахне по-голямата част от газовата ѝ атмосфера в продължение на милиарди години. Но се увеличават доказателствата, че Марс някога е имал магнитно поле. Резултатите от Insight — един от модулите за кацане на Червената планета, подкрепят тази идея, но също така сочат странна особеност – изглежда, че магнитното поле покрива само южното полукълбо, но не и северното.

Екип от Института по геофизика на тексаския Университет смята, че може би знае защо — в  статия те описват как напълно течното ядро ​​на Марс може да създаде едностранно магнитно поле, подобно на това, което се вижда в данните от Insight. Ядрото на Земята не е напълно разтопено, въпреки това, което може би сте учили в началното училище. Има две различни ядра – твърдо „вътрешно“ ядро ​​и разтопено „външно“ ядро. Вътрешното ядро ​​остава твърдо поради огромния натиск върху желязото и никела, които се намират там. По този начин магнитното поле, което обхваща цялата ни планета, всъщност се създава само от външното ядро.

Изследователите отдавна вярват, че подобно динамично твърдо вътрешно и разтопено външно ядро ​​е съществувало на Марс, когато е поддържало магнитно поле преди милиарди години. Около 3,9 милиарда години по-късно скалите, образували някои от големите ударни басейни на времето, като Елада и Изида, ще съдържат скали, които са се намагнетизирали, докато са се охлаждали поради наличието на полето.

Тъй като не го правят, има малко доказателства за силно глобално магнитно поле след тази точка. Съществуващата теория беше, че когато ядрото на планетата се охлади, цялото ядро ​​става твърдо, елиминирайки въртящия се разтопен метал, който създава магнитното поле.

Фрейзър обсъжда въпроса кога динамото на Марс ще спре.

Въпреки това има странна особеност в магнитното поле на Марс — огромна разлика в силата на полето в северното и южното полукълбо. Тази дихотомия беше забелязана за първи път по време на мисията Mars Global Surveyor през 1997 г., но данните от спускаемия модул Insight също потвърдиха голямата разлика между двете полукълба.

Бяха предложени различни обяснения защо съществува дихотомията. Варират от ефектите на големите удари на астероиди до много ранна локализирана тектонична активност. Научната общност обаче не прие предишните обяснения.

Нова теория от Чи Ян от Тексаския университет и техните съавтори имат две обяснения. Първо, червената планета може да има напълно разтопено ядро, и второ, огромната температурна разлика между северното и южното полукълбо означава, че топлината излиза само в южното полукълбо.

Магнитните полета могат да бъдат изкуствени — както Фрейзър обсъжда тук.

В случая на Марс, разтопеното ядро ​​би било основният двигател на процес, известен като „планетарно динамо„, което създава магнитни полета от планетарен мащаб. С вътрешно ядро, твърдо като земното, ефектът на динамото може да бъде нарушен поради неефективност в динамиката на флуидите в системата.

Това може също да обясни как температурните градиенти позволяват такова неравномерно разсейване на топлината. Ако южното полукълбо имаше много по-висока топлопроводимост, топлината би била по-вероятно да премине през него, причинявайки турбуленцията, която създава планетарното динамо и да се появи предимно от южната страна на планетата.

За да докажат своята теза, авторите са създали модел на ранен Марс, използвайки суперкомпютър в изчислителния център за напреднали изследвания в Мериленд. Променили са динамиката на флуидите на Марс, както и проводимостта на кората му. Установили са, че условията, които най-много съответстват на резултатите от Insight и Global Surveyor, са настъпили, когато ядрото на Марс е напълно разтопено и има значителна разлика в топлопроводимостта на северното и южното полукълбо.

За да се поддържа някаква изкуствена атмосфера на Марс, ще е необходимо магнитно поле или нещо подобно.

Както при всички изследвания, има още много да се направи. Авторите предлагат допълнителен анализ на някои от сеизмичните данни от Insight, за да видят дали вече са събрани допълнителни данни, които може да са в съответствие с теорията за разтопеното ядро. Други потенциални пътища напред биха могли да включват подобрено моделиране за по-широк диапазон от вътрешни и външни планетарни условия или по-задълбочено разбиране на марсианските метеорити от различни региони и времена. Засега тази нова теория изглежда издържа на критика – или разтопено желязо, в зависимост от това кого питате. Но все още трябва да се извърши много работа, за да се докаже тази теория и нейните последици за съществуването на живот на Марс.