10.02.2022
16:33

Эксперименты по моделированию ядра Марса объяснили потерю планетой магнитного поля и океанов

Ученым давно известно, что на поверхности Марса когда-то имелись океаны, во многом благодаря наличию защитного магнитного поля. Однако это магнитное поле исчезло, и в новом исследовании астрономы предприняли попытку объяснить причину исчезновения. Исследователи воссоздали условия, поддерживавшиеся в ядре Марса миллиарды лет назад, и нашли, что поведение расплавленного металла, предположительно, составляющего основной материал ядра, могло дать начало магнитному полю, которое после непродолжительного существования постепенно исчезло.

«Магнитное поле Земли формируется за счет гигантских конвекционных потоков расплавленных металлов, протекающих в ее ядре. Магнитные поля на других планетах устроены похожим образом, - сказал руководитель нового исследования профессор Кей Хиросе (Kei Hirose) с кафедры наук о Земле и планетах Токийского университета, Япония. – Хотя состав ядра Марса нам до сих пор точно не известен, проведенные ранее анализы вещества метеоритов позволяют предположить, что оно состояло из расплавленного железа, обогащенного серой. Более того, новые сейсмические данные, полученные при помощи марсианского аппарата InSight НАСА, говорят нам о том, что ядро Марса на самом деле более крупное и менее плотное, чем считалось ранее. Это, в свою очередь, свидетельствует о том, что в ядре находятся дополнительные легкие элементы, такие как водород. Исходя из этого мы подобрали химические составы для физического моделирования ядра Марса».

В этих экспериментах была использована ячейка с алмазной наковальней, в которой образец сжимается до достижения гигантских давлений между двумя алмазами, и лазеры, позволяющие кратковременно повысить температуру до очень высоких значений. Исследователи выбрали состав ядра на основе системы Fe-S-H и подвергли сжатию в ячейке с алмазной наковальней с одновременным нагревом лазерами. В результате было обнаружено, что в условиях эксперимента произошло разделение системы на две несмешивающиеся жидкости: железо, обогащенное серой, и железо, обогащенное водородом. Более легкая жидкость, обогащенная водородом демонстрировала тенденцию к всплыванию с формированием конвекционных потоков. Согласно авторам, именно такие конвекционные потоки жидкого железа в ядре древнего Марса могли привести к формированию кратковременно существовавшего магнитного поля, которое позволяло воде существовать некоторое время в жидкой форме на поверхности планеты. После завершения расслоения жидкостей в ядре конвекционные потоки иссякли, и магнитное исчезло, считают Хиросе и его группа.

Работа опубликована в журнале Nature Communications.

По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220209204226

Обозрение "Terra & Comp".