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研究人员为火星上的古代磁场建立了新的时间表

  • 科学
  • 2020-05-02 14:09:15
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行星的全球磁场是由科学家称之为发电机产生的:发电机在铁心内部流动的熔融金属产生电流。在地球上,发电机使罗盘指针指向北方。但是火星的发电机已经灭绝了数十亿年。

由UBC研究人员与美国和法国同事共同研究的新发现,今天发表在《科学进展》上,使我们更加了解火星发电机的确切时间和持续时间。

博士后研究员安娜·米特尔霍尔兹(Anna Mittelholz)说:“我们发现火星发电机的运行时间分别为45亿和37亿年前。发电机的时机是地球进化的重要组成部分,而我们发现的结果与迄今的想法有很大不同。”在UBC的地球,海洋和大气科学系任职,也是该研究的第一作者。“发电机告诉我们有关行星的热历史,演化以及如何到达今天的情况,这对于每个地球行星-地球,火星,金星和水星来说都是独一无二的。”

有关行星磁历史的线索位于其表面上和下方的磁化岩石中。岩石就像录音机,尤其是火山岩。它们从熔岩开始,但是当它们在磁场的作用下冷却并凝固时,岩石中的矿物质便与整体磁场保持一致。通过对这些岩石进行测年,科学家可以估计在放置岩石时发电机是否处于活动状态。

火星表面某些岩石的磁性表明,火星发电机在4.3到42亿年前就处于活动状态,但是在39亿年前形成的三个大型盆地中没有磁性,这使大多数科学家认为,发电机没有活动时间。

UBC研究人员分析了新的卫星数据,并发现了明显的证据,表明卢克斯普鲁纳姆火山熔岩流形成的磁场不到37亿年前,比上述盆地晚得多。

研究人员还发现了位于北半球北极圈内的低强度磁场,该磁场形成于45亿年前,被认为是火星上最古老的特征之一。

“我们有这两个观察结果,指出了火星历史上最早的发电机,而在许多人认为它已经关闭后的五十亿年前,就出现了一个发电机,”卡特琳娜·约翰逊(Catherine Johnson)说。地球,海洋和大气科学系以及亚利桑那州图森市行星科学研究所的高级科学家,也为这项研究做出了贡献。

研究人员提供了两种关于盆地上没有磁场的可能解释:发电机可能在盆地形成之前就已经停止,然后在Lucus Planum形成之前重新开始,或者造成盆地的影响只是使含有矿物的地壳部分移位了可以携带强磁性。

这项研究的新数据来自MAVEN,火星大气和挥发性演化卫星。早先有关火星磁场的数据是由“火星全球测量师”卫星收集的,该卫星在1999年至2006年之间绕地球旋转,通常在地面以上400公里处。MAVEN于2013年发射升空,在距地面约135公里的地方运行,并拾取了MGS无法检测到的较弱信号。

MAVEN能够从地表及其附近的较小特征中拾取信号的能力有助于研究人员区分磁性是来自那些磁场还是来自更深地埋在行星地壳中的岩石。

这些新见解使研究人员想知道,如果距离更近,将会揭示出什么。Mittelholz指出,这项研究着重于两个特定特征,但陨石坑仍然遍布整个火星,并有故事可讲。将来,勘探可能会从卫星发展到无人机或气球,从而提供更详细的数据。

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