王方

科學(xué)家相信，很久以前，火星并不是如今寒冷荒涼的樣子。那時，河流蝕刻著峽谷，湖泊填滿了隕石坑，而磁場可能阻擋著太空輻射，防止其侵襲大氣中的水分子。

主流觀點認(rèn)為，隨著火星內(nèi)部冷卻，它的磁場消失了，結(jié)束了這一溫暖潮濕的時期——那時的行星可能擁有生命。但研究人員無法就這種情況發(fā)生的時間判斷達(dá)成一致。

如今，美國科學(xué)家用一臺新型量子顯微鏡研究了一顆著名的火星隕石的碎片。這顆隕石是一塊火星巖石，在一次撞擊后飛離火星并落在地球上。研究表明，火星磁場一直持續(xù)到39億年前，比許多人想象的長了數(shù)億年。

科學(xué)家近日在美國地球物理聯(lián)合會的一次會議上討論了上述發(fā)現(xiàn)。該發(fā)現(xiàn)也支持這一觀點，即火星磁場有時會像地球磁場一樣發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)有助于揭示火星外核曾經(jīng)的熔融“動力源”。

“這項研究很好地描繪了可能發(fā)生的事情?！蔽磪⒓釉撗芯康拿绹眮喞Ｄ谴髮W(xué)古地磁學(xué)家詹妮弗· 布茲說，“在以前的技術(shù)條件下，這一工作是不可能完成的”。

當(dāng)某些種類的含鐵礦物從熔融巖石中結(jié)晶時，其內(nèi)部磁場會像指南針一樣與行星磁場“對齊”，從而保留其定向印記。隨后的撞擊事件會加熱巖石，使其被后來的磁場覆蓋，形成多重磁性。

環(huán)繞火星的軌道飛行器在火星表面的巖石中繪制了這些殘留的磁信號。但火星上一些最大、最古老的“傷疤”似乎不包含磁化巖石。大多數(shù)研究人員認(rèn)為，大約在41億年前，這些隕石坑形成時，磁性動力源已經(jīng)減弱了。

然而奇怪的是，軌道飛行器在火星其他年輕數(shù)億年的熔巖中檢測到了磁信號。這表明，該磁場存在的時間比盆地所透露的時間更長。

美國哈佛大學(xué)地球與行星科學(xué)研究生薩拉·斯蒂爾說：“如果有兩條完全相反的時間線，就不能說真正理解了另一顆星球過去發(fā)生的事情。”

該研究使用的樣本是1984年發(fā)現(xiàn)的火星隕石AllanHills 84001。它有41億年歷史，是已知記錄火星這個關(guān)鍵時期的唯一原始樣本。

薩拉·斯蒂爾和哈佛大學(xué)行星科學(xué)家羅杰·傅借助最先進的量子顯微鏡，對3個薄如紙片的0.6克樣品進行了成像。超強分辨率顯示了3種不同的硫化鐵礦物，其中2種在不同方向上被強烈磁化，1種則缺乏明顯的磁性特征。

這反映了隕石記錄的3次已知撞擊事件分別發(fā)生在大約40億年前、39億年前和11億年前。羅杰·傅解釋說，兩種較古老的礦物都被高度磁化，這表明39億年前火星磁場仍然存在，磁場強度約為地球磁場平均強度的1/3。

麻省理工學(xué)院行星科學(xué)家本·維斯說，在這樣的強度下，磁場可以使有害的宇宙射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而保護潛在的早期生命形式，以及保護火星大氣免受太陽風(fēng)的影響。

此外，這些礦物也為火星的內(nèi)部運行提供了線索。研究人員表示，火星就像地球一樣，每幾億年會發(fā)生一次磁極翻轉(zhuǎn)。

本文轉(zhuǎn)自《中國科學(xué)報》