Ученые из Института геофизики Техасского университета приблизились к ответу на одну из давних загадок Марса: почему следы его древнего магнитного поля сконцентрированы почти исключительно в южном полушарии. Результаты их исследования, опубликованные в авторитетном журнале Geophysical Research Letters (GRL), предлагают неожиданное объяснение феномена, связанное с глубинными процессами, происходившими в недрах Красной планеты миллиарды лет назад.
Магнитная асимметрия
На Земле глобальное магнитное поле, генерируемое бурлящим расплавленным железом во внешнем ядре, окутывает всю планету, защищая человечество и все живое от губительного космического излучения и солнечного ветра. Считалось, что и ранний Марс обладал подобным глобальным магнитным щитом. Однако детальное изучение намагниченности древних марсианских пород показало странную асимметрию. Сильные магнитные аномалии, свидетельствующие о существовании в прошлом мощного магнитного поля, обнаруживаются преимущественно в южном полушарии, в то время как северное полушарие практически лишено таких следов.
Жидкое ядро
Исследователи разработали сложные компьютерные модели, симулирующие внутреннюю динамику раннего Марса. Ключевым фактором в их моделировании стало предположение, основанное на недавних данных посадочного модуля NASA InSight, что в ранние эпохи своей истории ядро Марса могло быть полностью жидким, в отличие от Земли, чье ядро имеет твердый «сердечник», окруженный жидкой оболочкой. Анализ данных InSight показал, что марсианское ядро содержит значительную примесь более легких элементов, что делает его менее плотным и, вероятно, способным оставаться жидким дольше.
«Когда нет твердого внутреннего ядра, гораздо легче получить асимметричное магнитное поле, охватывающее только одну половину планеты», – объясняет ведущий автор исследования Чи Ян, научный сотрудник Школы геонаук Джексона при Техасском университете.
Разница температур
В своей модели ученые также учли небольшую, но важную деталь: незначительную разницу температур между северной и южной частями мантии Марса, предполагая, что северная часть мантии могла быть чуть горячее. Это, казалось бы, незначительное различие привело к фундаментальным последствиям для теплообмена между ядром и мантией.
Моделирование показало, что более высокая температура в северном полушарии препятствовала эффективному оттоку тепла из ядра в этой области. В результате основной поток тепла из жидкого ядра устремился вверх преимущественно через южную часть планеты. Именно этот неравномерный тепловой поток оказался ключевым для запуска и поддержания магнитного динамо – сложного механизма, ответственного за генерацию магнитного поля в недрах планет. Концентрированный поток тепла в южном полушарии создал благоприятные условия для возникновения мощных конвективных потоков в жидком ядре, которые, вращаясь, генерировали сильное магнитное поле, локализованное преимущественно в этой области.
Источник:
© Русская Семерка
