بررسی میدان مغناطیسی مریخ با شبیه سازی هسته این سیاره

زمانی تصور می‌شد که مریخ به قدری مرطوب بوده است که سطح آن را آب اقیانوس پوشانده است. این تاریخچه آب در مریخ احتمال اینکه زمانی این سیاره دارای شرایط حیات بوده را افزایش می‌دهد.

به گزارش ایسنا و به نقل از تی ان، تصور می‌شود پس از آنکه مریخ میدان مغناطیسی محافظ خود را از دست داد، تابش خورشیدی و باد خورشیدی بیشتر هوا و آب آن را از بین برده‌اند. محققان دانشگاه "توکیو" در این مطالعه شرایطی را که میلیاردها سال پیش در هسته مریخ انتظار می‌رفت وجود داشته باشد و ممکن است دلیل ناپدید شدن میدان مغناطیسی مریخ باشد بازسازی کردند.

دانشمندان دریافتند که رفتار فلز مذابی که گمان می‌رود وجود داشته باشد احتمالا باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی کوچک شده که آن نیز به مرور زمان محو شود. چندین راز مریخ پیش از این حل شده است.

با این حال، یک سوال به طور خاص ذهن پروفسور "کی هیروس"(Kei Hirose) از دانشکده علوم زمین و سیاره‌شناسی دانشگاه توکیو را به خود مشغول کرده بود و آن این بود: حتما یک میدان مغناطیسی در اطراف مریخ وجود داشته است، اما چرا اصلا یک میدان مغناطیسی در آنجا وجود داشته و چرا به طور مختصر و کمی در آنجا بوده است.

هیروس گفت: میدان مغناطیسی زمین توسط جریان‌های همرفتی غیرقابل تصوری از فلزات مذاب موجود در هسته آن، هدایت می‌شود. تصور می‌شود که میدان‌های مغناطیسی در سیارات دیگر نیز به همین ترتیب عمل کنند.

وی افزود: اگرچه ترکیب داخلی مریخ هنوز مشخص نیست، شواهد به دست آمده از شهاب سنگ‌ها نشان می‌دهد که ترکیب مریخ حاوی آهن مذاب غنی شده با گوگرد است. علاوه بر این، داده‌های لرزه شناسی کاوشگر اینسایت ناسا روی سطح مریخ نیز نشان می‌دهد که هسته مریخ بزرگ‌تر و چگال‌تر از آن چیزی است که قبلا تصور می‌شد. این موارد حاکی از وجود عناصر سبک‌تر اضافی مانند هیدروژن است. با این اطلاعات، ما برای انجام آزمایش، آلیاژهای آهنی را که انتظار داشتیم هسته را تشکیل دهند، آماده کردیم و آنها را مورد بررسی قرار دادیم.

دانشمندان در آزمایشات خود از الماس، لیزر و یک ماده استفاده کردند. آنها نمونه‌ای از آهن، گوگرد و هیدروژن (Fe-S-H) ساختند. به گفته دانشمندان، زمانی هسته مریخ از این ماده ساخته شده بود.

سپس این نمونه را بین دو الماس قرار دادند و آن را تحت فشار قرار دادند. فشرده سازی آن در حین گرم شدن می‌تواند دما و فشار هسته را شبیه‌سازی کرده و تخمین بزند. بررسی نمونه با اشعه ایکس و پرتوهای الکترونی به محققان اجازه داد تا تصور کنند در حین ذوب و تحت فشار قرار دادن نمونه چه اتفاقی رخ داده است. آنها همچنین توانستند نحوه تغییر ترکیب نمونه در آن زمان را نقشه برداری کنند.

هیروس گفت: ما از دیدن یک رفتار خاص که می‌توانست خیلی چیزها را توضیح دهد بسیار شگفت زده شدیم. آهن، گوگرد و هیدروژن همگن اولیه به دو مایع مختلف با یک سطح پیچیدگی که قبلا تحت این نوع فشارها دیده نشده بود، جدا شدند. یکی از مایعات آهنی سرشار از گوگرد و دیگری غنی از هیدروژن بود و این برای توضیح تولد و مرگ نهایی میدان مغناطیسی اطراف مریخ امری مهم است.

میزان آهن مایع غنی شده از هیدروژن و گوگرد ضعیف با چگالی کمتر، از آهن مایع غنی از گوگرد و هیدروژن کمتر، بالاتر بود که این موضوع باعث ایجاد جریان‌های همرفتی می‌شود. این جریان‌ها یک میدان مغناطیسی را برای حفظ هیدروژن در جو اطراف مریخ ایجاد می‌کردند. این به نوبه خود باعث شده آب به صورت مایع وجود داشته باشد.

هنگامی که این دو مایع به طور کامل از هم جدا شدند، دیگر جریانی برای ایجاد میدان مغناطیسی وجود نداشت. در طی این رویداد باد خورشیدی، هیدروژن موجود در جو را به بیرون رانده است و این امر باعث تجزیه بخار آب و در نهایت تبخیر سطحی اقیانوس‌های مریخ شده است.

دانشمندان اظهار کردند: همه این موارد حدود چهار میلیارد سال پیش رخ داده است.