Naukowcy z Harvard’s Paleomagnetics Lab przedstawili przekonujący dowód na to Marspole magnetyczne, w którym mogło istnieć życie, istniało aż do 3,9 miliarda lat temu — znacznie później, niż wcześniej sądzono.
Dowody sugerują, że miliardy lat temu Mars mógł być kwitnącym środowiskiem do życia. Jednak dzisiaj planeta jest zimna, sucha i pozbawiona pola magnetycznego, które kiedyś mogło ją chronić. Ta transformacja zmieniła Marsa w rodzaj sceny kryminalistycznej, gdzie naukowcy gromadzą wskazówki, aby ustalić, czy – i kiedy – na Czerwonej Planecie mogło istnieć życie.
Nowe podejście do marsjańskiej magnetycznej osi czasu
Pytanie „kiedy” szczególnie zaintrygowało badaczy z Laboratorium Paleomagnetycznego Harvardu na Wydziale Nauk o Ziemi i Planetach. W nowym artykule opublikowanym w Komunikacja przyrodniczaprzedstawiają najmocniejszy jak dotąd dowód na to, że pole magnetyczne Marsa – niezbędna tarcza życia – mogło istnieć aż do 3,9 miliarda lat temu. To wydłuża poprzednie szacunki mówiące o 4,1 miliarda lat, przesuwając możliwość zamieszkania o setki milionów lat bliżej naszych czasów.
Ulepszone metody ujawniają nowe spostrzeżenia
W badaniu prowadzonym przez Sarah Steele, studentkę Griffin Graduate School of Arts and Sciences na Harvardzie, wykorzystano zaawansowane symulacje i modelowanie komputerowe w celu oszacowania wieku marsjańskiego „dynama”, czyli globalnego pola magnetycznego. Podobnie jak ziemskie, marsjańskie dynamo powstało w wyniku konwekcji w jego żelaznym rdzeniu. Wraz ze starszym autorem Rogerem Fu, profesorem nadzwyczajnym nauk przyrodniczych Johna L. Loeba, Steele i jej zespół opierają się na swoich poprzednia teoria że marsjańskie dynamo, które chroniło planetę przed promieniowaniem kosmicznym, trwało dłużej, niż wcześniej sądzono.
Ich myślenie wyewoluowało z eksperymentów symulujących cykle chłodzenia i namagnesowania ogromnych kraterów na powierzchni Czerwonej Planety. Te dobrze zbadane baseny uderzeniowe, znane z tego, że są słabo magnetyczne, doprowadziły badaczy do założenia, że powstały po wyłączeniu dynama.
Naukowcy symulowali chłodzenie i namagnesowanie dużych basenów uderzeniowych na Marsie, aby zabezpieczyć się przed późniejszym wyłączeniem dynama. Źródło: Sarah Steele
Kwestionowanie ustalonych teorii
Postawiono hipotezę, że oś czasu powstała na podstawie podstawowych zasad paleomagnetyki, czyli badania prehistorycznego pola magnetycznego planety. Naukowcy wiedzą, że minerały ferromagnetyczne w skale dopasowują się do otaczających pól magnetycznych, gdy skała jest gorąca, ale te małe pola zostają „zablokowane” po ostygnięciu skały. To skutecznie zamienia minerały w skamieniałe pola magnetyczne, które można badać miliardy lat później.
Patrząc na baseny na Marsie ze słabymi polami magnetycznymi, naukowcy przypuszczali, że początkowo powstały one wśród gorących skał w okresie, w którym nie było innych silnych pól magnetycznych – innymi słowy, po ustaniu dynama planety.
Trwałość i wpływ dynama
Jednak według Steele zespół z Harvardu twierdzi, że tak wczesne wyłączenie nie jest konieczne, aby wyjaśnić istnienie w dużej mierze rozmagnetyzowanych kraterów. Twierdzą raczej, że kratery powstały, gdy dynamo Marsa doświadczało odwrócenia biegunowości – bieguny północny i południowy zamieniły się miejscami – co dzięki symulacji komputerowej może wyjaśnić, dlaczego te duże baseny uderzeniowe mają obecnie jedynie słabe sygnały magnetyczne. Odwracanie biegunów magnetycznych również zdarza się na Ziemi co kilkaset tysięcy lat.
„Zasadniczo pokazujemy, że być może nigdy nie istniał dobry powód, aby zakładać, że dynamo Marsa zostanie wcześniej wyłączone” – powiedział Steele.
Odsłanianie marsjańskich tajemnic poprzez współczesną naukę
Ich wyniki opierają się na tym poprzednia praca to po raz pierwszy wywróciło do góry nogami istniejące ramy czasowe dotyczące zamieszkiwania Marsa. Wykorzystali słynny marsjański meteoryt Allan Hills 84001 i potężny mikroskop z diamentem kwantowym w laboratorium Fu, aby wywnioskować istnienie dłużej utrzymującego się pola magnetycznego aż do 3,9 miliarda lat temu, badając różne populacje magnetyczne w cienkich plasterkach skały.
Steele twierdzi, że wytykanie dziur w długo utrzymywanej teorii jest trochę stresujące, ale zostały one „zepsute” przez społeczność badaczy planet otwartych na nowe interpretacje i możliwości.
„Próbujemy odpowiedzieć na podstawowe, ważne pytania dotyczące tego, jak wszystko było tak, jak jest, a nawet dlaczego cały Układ Słoneczny jest taki, jaki jest” – powiedział Steele. „Planetarne pola magnetyczne to nasza najlepsza sonda, która pozwala odpowiedzieć na wiele tych pytań i jeden z niewielu sposobów, w jaki możemy poznać głębokie wnętrza i wczesną historię planet”.
Odniesienie: „Słaby magnetyzm marsjańskich basenów uderzeniowych może odzwierciedlać chłodzenie w cofającym się dynamo”, SC Steele, RR Fu, A. Mittelholz, AI Ermakov, RI Citron i RJ Lillis, 9 sierpnia 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-51092-4
