Когда на Земле появилась жизнь, на Марсе она еще была
Есть много причин полагать, что миллиарды лет назад жизнь на Марсе могла процветать. Сейчас Красная планета, холодная, сухая и лишенная того, что когда-то было ее защитным магнитным полем, представляет собой своего рода место судебной экспертизы для ученых, выясняющих, действительно ли Марс когда-то был пригоден для жизни и, если да, то когда.
Вопрос «когда» особенно интересует исследователей из Гарвардской лаборатории палеомагнитных исследований при факультете наук о Земле и планетах. В новой работе, опубликованной в журнале Nature Communications, приводятся самые убедительные на сегодняшний день аргументы в пользу того, что благоприятное для жизни магнитное поле Марса могло сохраниться примерно до 3,9 миллиарда лет назад, тогда как предыдущие оценки составляли 4,1 миллиарда лет, то есть на сотни миллионов лет позже.
Исследование возглавила студентка Гриффинской высшей школы искусств и наук Сара Стил, которая использовала компьютерное моделирование для оценки возраста марсианского «динамо», или глобального магнитного поля, создаваемого конвекцией в железном ядре планеты, как это происходит на Земле.
Вместе со старшим автором работы Роджером Фу, доцентом естественных наук Джоном Л. Лёбом, команда показала, что марсианское динамо, способное отклонять вредные космические лучи, существовало дольше, чем считалось ранее.
Как искали магнитное поле, которого нет миллиарды лет
Ученые моделировали циклы охлаждения и намагничивания огромных кратеров на поверхности Красной планеты. Эти хорошо изученные ударные бассейны обладают лишь слабым магнитным полем, поэтому исследователи предположили, что они образовались уже после отключения марсианской динамо-машины.
Эта гипотеза была выдвинута на основе основных принципов палеомагнетизма, или изучения доисторического магнитного поля планеты. Ученые знают, что ферромагнитные минералы в породе выравнивают себя по силовым линиям магнитных полей, когда порода горячая, но эти небольшие поля становятся «запертыми», когда порода остывает.
Таким образом, минералы превращаются в окаменевшие магнитные поля, которые можно изучать миллиарды лет спустя. Изучая бассейны на Марсе со слабыми магнитными полями, ученые предположили, что они изначально образовались на фоне горячей породы в период, когда уже не было сильных магнитных полей, то есть уже после того, как динамо-машина планеты перестала работать.
Но команда из Гарварда утверждает, что для объяснения этих в значительной степени размагниченных кратеров не требуется столь раннее отключение. Скорее, моделирование показывает, что кратеры образовались в то время, когда динамо Марса переживало смену полярности — северный и южный полюса поменялись местами, — что с помощью компьютерного моделирования может объяснить, почему эти крупные ударные бассейны сегодня имеют лишь слабые магнитные сигналы.
На Земле перевороты магнитных полюсов происходят каждые несколько сотен тысяч лет. «По сути, мы показываем, что, возможно, никогда не было веских причин считать, что динамо-машина Марса отключилась так рано», — говорит Сара Стил.
Ученые использовали известный марсианский метеорит Аллан Хиллс 84001 и мощный квантовый алмазный микроскоп изучили различные магнитные популяции в тонких срезах породы и пришили к выводу, что магнитное поле на Марсе существовало до 3,9 миллиарда лет назад,
Сара Стил говорит: «Мы пытаемся ответить на главные, важные вопросы о том, как все стало таким, как есть, и даже почему вся Солнечная система устроена именно так, как она устроена. Планетарные магнитные поля — наш лучший зонд, позволяющий ответить на многие из этих вопросов, и один из немногих способов узнать о глубоких недрах и ранней истории планет».