研究人員為火星上的古代磁場建立了新的時序

火星磁場在歷史上比科學家以前知道的要早得多。行星的磁場是由科學家稱之為發電機（dynamo）產生的：發電機在鐵心內部流動的熔化金屬產生電流。在地球上，發電機使羅盤指針指向北方。但是火星的發電機功能已經停止了數十億年。

由加拿大卑詩大學（University of British Columbia）研究人員與美國和法國研究團隊發現，使我們更加了解火星發電機的確切時機和持續時間。

卑詩大學的地球、海洋和大氣科學系博士後研究員安娜·米特荷茲（Anna Mittelholz）表示：我們發現火星發電機的運行時間分別為四十五億和三十七億年前。發電機的時機是行星演化的重要組成部分，我們發現的結果與至今的想法有很大不同。發電機告訴我們有關行星的早期歷史、演化以及如何到達今天的情況，這對於每個類地岩石行星，地球、火星、金星和水星來說，都是獨一無二。

有關行星磁場歷史的線索，隱藏在地殻表面上和下面的磁化岩石之中。岩石就像錄音機，尤其是火成岩。它們從熔岩開始，它們在當時磁場的作用下冷卻並且凝固，岩石中的礦物質便與整體磁場保持一致。通過對這些岩石進行測量年期，科學家就可以估計在放置岩石時發電機是否處於活動狀態。

火星表面某些岩石的磁性顯示，火星發電機在四十三億到四十二億年前處於活動狀態，但是在三十九億年前形成的三個大型盆地中沒有磁性，這使大多數科學家認為，發電機已經停止活動。

卑詩大學研究人員分析了新的衛星數據，並發現了明顯的證據，表明盧克斯平原（Lacus Planum）火山熔岩流形成的磁場不到三十七億年前，比上述盆地晚得多。

研究人員還發現位於火星北半球北極圈內的低強度磁場，該磁場形成於四十五億年前，是火星上最古老的特徵之一。

參與研究的美國行星科學研究所地球、海洋和大氣科學系高級科學家·約翰遜（Catherine Johnson）教授指出，我們有這兩個觀察結果，揭露了火星歷史上最早的發電機，而在許多人認為它已經關閉後的五億年前，還出現另外一個發電機。

研究人員提供兩種關於盆地上沒有磁場的可能解釋：發電機可能在盆地形成之前就已經停止，然後在盧克斯平原形成之前重新開始，或者造成盆地的影響只是使含有攜帶強磁性礦物地殼部分移位。

這項研究的新數據來自火星大氣與揮發物演化任務（Mars Atmosphere and Volatile Evolution，簡稱 MAVEN）衛星。早先有關火星磁場的數據是由火星全球探勘者號（Mars Global Surveyor）衛星收集，該衛星在1999年至2006年之間繞火星地面以上四百公里處旋轉。火星大氣與揮發物演化任務衛星於2013年發射升空，在距地面約一百三十五公里的地方運行，並拾取了火星全球探勘者號無法檢測到的較弱訊號。

火星大氣與揮發物演化任務衛星能夠從地表及其附近的較小特徵中拾取訊號的能力，有助於研究人員區分磁性是來自那些磁場還是來自更深地埋在行星地殼中的岩石。

這些新見解使研究人員想知道，如果距離更近，將會發現什麼狀況。米特荷茲指出，這項研究著重於兩個特定特徵，但隕石坑仍然遍布整個火星，並有故事可講。將來，勘探可能會從衛星發展到無人機或氣球，從而提供更詳細的數據。

【圖：美國太空總署；文：節譯自卑詩大學2020年5月1日新聞公佈】研究全文刊登在2020年5月1日出版的《科學進展》期刊