کشف سرنخ‌های عجیب از میدان مغناطیسی مریخ

به گزارش گروه دانش و فناوری اقتصاد ۱۰۰ و به نقل از گجت نیوز، مریخ زمانی دارای میدان مغناطیسی بود که از رطوبت اتمسفر در برابر تشعشعات فضایی محافظت می‌کرد. دانشمندان معتقدند به‌دلیل وجود همین میدان مغناطیسی، روزی روزگاری مریخ محیطی کاملاً متفاوت نسبت‌به صحرای سرد و غیرقابل سکونت امروزی داشته است.

شهاب‌ سنگ مریخی از میدان مغناطیسی سیاره سرخ خبر می‌دهد

طبق نظریه‌های موجود، با سرد شدن فضای داخلی، میدان مغناطیسی مریخ از بین رفت و جو بدون دفاع و غیرقابل سکونتی از سیاره سرخ باقی ماند. محققان تاکنون نتوانسته‌‌اند در مورد زمان وقوع این حادثه به‌توافق برسند.

اما اکنون، برش‌هایی از یک شهاب سنگ مریخی می‌توانند اطلاعات جدیدی را ارائه دهند. این شهاب سنگ با نوع جدیدی از میکروسکوپ کوانتومی مورد مطالعه قرار گرفته‌ است.

شواهد به‌دست آمده نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی مریخ تا ۳.۹ میلیارد سال پیش، صدها میلیون سال طولانی‌تر از زمانی که‌بسیاری از دانشمندان تصور می‌کردند، وجود داشته است.

سرنوشت شهاب‌ سنگ مریخی پس‌از برخوردی که آن را از سیاره اصلی خود جدا کرد، این بود که به‌زمین برسد و امید سکونت در مریخ را گسترش دهد. سرنخ‌های به‌دست آمده از این شهاب سنگ همچنین می‌تواند در جدول‌بندی تاریخ این سیاره کمک شایانی کند.

این یافته‌ها که هفته گذشته در نشست اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا (AGU) مورد بحث قرار گرفت، همچنین از این ایده حمایت می‌کند که میدان مغناطیسی مریخ نیز همانند زمین، گاهی اوقات می‌چرخد. چرخش میدان مغناطیسی از آن جهت مورو توجه است که می‌تواند دینام مذاب موجود در هسته بیرونی را که زمانی به آن نیرو می‌داد، روشن کند.

سرنخ‌های مربوط به تاریخ مغناطیسی یک سیاره، در سنگ‌های مغناطیسی آن نهفته است

میدان مغناطیسی جهانی سیاره از آن چیزی که دانشمندان آن را دینام می‌نامند ناشی می‌شود. دینام در واقع جریان فلز مذاب در هسته سیاره است که جریان الکتریکی ایجاد می‌کند. در روی زمین، دینام چیزی است که سوزن‌های قطب‌نما را به‌سمت شمال نشان می‌دهد. اما دینام مریخ برای میلیاردها سال است که منقرض شده است.

هنگامی که انواع خاصی از مواد معدنی دارای آهن از سنگ مذاب متبلور می‌شوند، میدان‌های داخلی آنها مانند قطب نماهای کوچک با میدان سیاره هماهنگ شده و نشانی از جهت‌گیری آن را حفظ می‌کنند. رویدادهای برخورد بعدی می‌توانند بخش‌هایی از یک سنگ را گرم کرده، آن را با میدان‌های مربوط به زمان‌های بعدی لعاب کنند و سبب ایجاد یک پالیمپسست یا لایه‌نگاری مغناطیسی شوند.

مدارگردهای اطراف مریخ این نشانه‌های مغناطیسی باقیمانده را در سنگ‌های سطح مریخ ترسیم کرده‌اند. اما عدم وجود سنگ‌های آهنربایی در سه حوض بزرگ هلاس، آرگیر و ایزیدیس که ۳.۹ میلیارد سال قبل شکل‌ گرفته‌اند، موجب شده که بیشتر محققان باور داشته باشند دینام مریخ در آن زمان غیرفعال بوده است.

از طرف دیگر، مدارگردها نشانه‌های مغناطیسی را در گدازه‌هایی که چند صد میلیون سال جوان‌تر از سایر نقاط مریخ هستند، شناسایی کرده‌اند که نشان می‌دهد میدان مغناطیسی مریخ بیشتر از حوضه‌های موجود در این سیاره دوام آورده است.

سارا استیل، دانشجوی کارشناسی ارشد علوم زمین و سیاره‌شناسی در دانشگاه هاروارد می‌گوید: «باتوجه به‌این دو جدول زمانی کاملاً متضاد، هیچکس نمی‌تواند به‌طور قطعی بگوید که واقعاً در گذشته در این سیاره چه اتفاقی افتاده است.»

استیل به این فکر کرد که Allan Hills 84001، یک شهاب سنگ مریخی که در سال 1984 در قطب جنوب کشف شد، ممکن است راه‌حلی برای رفع این مشکل باشد. این شهاب سنگ 2 کیلوگرمی با 4.1 میلیارد سال قدمت، تنها نمونه بکر شناخته شده برای ثبت این دوره حساس از تاریخ مریخ است. به‌همین دلیل دانشمندان توجه ویژه‌ای به‌این سنگ مریخی داشته و همچنان درحال انجام مطالعاتی روی آن هستند.

استیل و دانشمند سیاره شناسی هاروارد، راجر فو، سه برش نازک از نمونه ۰.۶ گرمی آلن هیلز تهیه کردند. میکروسکوپ الماس کوانتومی، یکی‌از خاص‌ترین تلسکوپ‌های موجود در جهان محسوب می‌شود. این دو دانشمند از این تلسکوپ برای بررسی برش‌ها استفاده کردند.

نتیجه این بررسی سه جمعیت متمایز از مواد معدنی سولفید آهن را نشان داد که دو مورد از آنها در جهات مختلف مغناطیسی شدند، در حالی که یکی فاقد اثر مغناطیسی قابل توجهی بود.

در مقاله‌ای که اکنون در دست بررسی است، استیل و فو پیشنهاد می‌کنند که هر یک از این برش‌ها منعکس‌کننده سه رویداد برخورد ثبت‌شده توسط شهاب‌سنگ هستند. تاریخ‌گذاری رادیواکتیو برای هر یک از آنها به‌ترتیب در حدود ۴ میلیارد، ۳.۹ میلیارد و ۱.۱ میلیارد سال پیش تعیین شد.

فو می‌گوید از آنجایی که دو جمعیت معدنی قدیمی‌تر دارای خواص مغناطیسی هستند، قطعا یک میدان مغناطیسی جهانی در ۳.۹ میلیارد سال پیش وجود داشته است.

بن وایس، دانشمند سیاره‌شناسی در موسسه فناوری ماساچوست می‌گوید این میدان می‌توانست به‌انحراف پرتوهای مضر کیهانی کمک کرده و از اشکال حیات اولیه محافظت کند. این میدان مغناطیسی همچنین توانایی حفاظت از اتمسفر مریخ در برابر باد خورشیدی (جریانی از ذرات که می‌تواند از دست دادن بخار آب و سایر اجزای سازنده به‌فضا را تسریع کند) را داشت.

راب لیلیس، ژئوفیزیکدان سیاره‌ای در دانشگاه برکلی کالیفرنیا معتقد است وجود میدان مغناطیسی سبب هدایت بادهای خورشیدی به‌قطب‌های سیاره شده است.

سرنخی از عملکرد درونی سیاره

دو نمونه مغناطیسی شده، میدان‌هایی را ثبت می‌کنند که در جهات تقریباً مخالف (۱۳۸ درجه) از هم قرار دارند. محققان می‌گویند احتمال کمی وجود دارد که سنگ به‌سادگی بین برخوردها بچرخد. در عوض، آنها پیشنهاد می‌کنند که میدان مغناطیسی مریخ باید قطب‌های خود را برگردانده باشد، همانطور که زمین هر چند صد میلیون سال یک بار این کار را انجام می‌دهد.

شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان داده‌اند که دینام‌ها فقط در محدوده باریکی از شرایط همرفتی در هسته بیرونی مذاب یک سیاره معکوس می‌شوند. بنابراین، میدان مغناطیسی معکوس مریخ می‌تواند به محدود کردن تاریخ و ماهیت دینام آن کمک کند. یک دینام معکوس همچنین می‌تواند توضیح دهد که چرا بسیاری از حوضه‌های بزرگ و قدیمی مریخ فاقد سیگنال مغناطیسی هستند.