火星磁場消失之謎
搖滾驢 發表於2011-01-26 17:27
（文/Lisa Grossman）很久很久以前，火星曾像地球一樣擁有磁場。而40億年以前，火星磁場卻神秘消失，把這個星球孕育生命的機會也一併帶走了。如今科學家們對這場失踪事件提出了新的解釋。
小行星撞擊這顆紅色行星的模型表明，沒有一種單一的隕石撞擊能夠使提供磁場的“發電機”短路，但20顆小行星不斷的撞擊卻能產生這種效果。
“每一顆小行星都會破壞一些。”多倫多大學地球物理學家、新研究的作者Jafar Arkani-Hamed說，“我們相信有足夠多的小行星，一點一點地破壞，直到所有的'發電機'永久停止工作。”
像地球、火星、水星這樣的岩石行星同月球一樣都是通過它們地核內熔融鐵的運動獲取磁場。熔化的鐵蒸汽升起，在地核內冷卻、下沉，產生電流。行星的旋轉使電流產生磁場，稱作發電機系統。
磁場能夠保護行星不受太陽風帶來的致命影響。一些研究表明，地球磁場保護了早期的生物形式，使它們不受太陽強輻射的影響，因此，更複雜的生命形式得以發展。但是火星表面的磁場痕跡說明這顆紅色的星球在40億年前就失去了磁場的庇護，大氣受到太陽風的猛烈侵襲。
先前的研究顯示由地幔變熱產生的巨大影響導致火星的“發電機”停止運轉，中斷了地核和地幔的熱流，破壞了轉換，火星新晉的隕石坑表面無磁化也支持了這一觀點。以前由約翰•霍普金斯大學的地球物理學家James Roberts仿真計算模型顯示，火星上最大型的撞擊可以使地幔變成高溫層，導致“發電機”停滯。
地球物理雜誌上Arkani-Hamed的新研究顯示僅僅一次的撞擊是不夠的。“發電機”在不到一億年的時間內可以恢復，“磁場還會重新出現。”他說。
為了完成他的研究，Arkani-Hamed建立了一些地球物理學家認為的、太陽系歷史上最大的一次撞擊事件，45億年前同Texas一樣尺寸的小行星撞擊火星產生熱量的模型。此次撞擊被稱作Borealis撞擊，它可能蕩平了整個火星的北半球。
這次巨大的撞擊終止了星球內的熱循環，使“發電機”在20000年的時間內無法運轉。沒有地幔從地核吸收熱量的冷敷效果，就不可能發生轉換。
但是，轉換仍可以在地核的外部恢復，最終深入並重新激活整個地核循環。Borealis撞擊可能破壞了發電機，但並沒有使它直接報廢。
“如果45億年前存在發電機，它可能停止、消失並在1億年後重新生成。”他說。
但是一些接連不斷的撞擊則可能永久破壞磁場。這顆行星的隕石坑記錄顯示在42到39億年前，火星在很短的時間內承受了20次撞擊。三月份即將發表在Texas Woodlands月球與行星科學大會上的研究，Arkani-Hamed與Roberts將聯手錶明僅僅是這些撞擊中最大的五次導致了磁場的消失。撞擊太過頻繁，導致在下次撞擊到來之前“發電機”來不及恢復。
“此項研究非常重要，因為它表明了這種情況可能是合理的，確實有發生。” 康奈爾大學的Wesley Watters 如是說，“但想要對比測試這個模型則非常困難。”
為了找出火星何時、如何失去磁場的，我們需要知道大量火星岩石的年齡，而且要像我們所知的地球岩石年齡一樣精確。
“我們沒有那些火星的數據。”他說。 |
