哈佛大學的新發現揭示火星支持生命的時間可能遠比想象的要長

有證據表明，數十億年前，火星可能是一個生命繁榮的環境。 然而，今天的火星寒冷、乾燥，而且失去了曾經可能保護它的磁場。 這種變化將火星變成了一種法醫現場，科學家們在這裡拼湊線索，以確定紅色星球是否--以及何時--曾經孕育過生命。哈佛大學古地磁實驗室的研究人員提出了一個令人信服的理由：火星的磁場可以支持生命的存在，它一直持續到39億年前--比以前認爲的要晚得多。

哈佛大學的研究表明，火星支持生命的磁場可能在39億年前就已經存在，根據新的模擬和分析，延長了火星的宜居時間。 圖片來源：NASA/JPL-Caltech

"什麼時候"這個問題讓哈佛大學地球與行星科學系古地磁實驗室的研究人員特別感興趣。 在Nature Communications上發表的一篇新論文中，他們提出了迄今爲止最有力的證據，證明火星的磁場--生命的重要屏障--可能一直持續到最近的39億年前。 這推翻了之前41億年的估計，使火星的可居住性離我們的時代更近了幾億年。

這項研究由哈佛大學格里芬藝術與科學研究生院的學生薩拉-斯蒂爾（Sarah Steele）領導，利用先進的模擬和計算機建模來估算火星"發電機"或全球磁場的年齡。 與地球磁場一樣，火星的發電機也是由鐵覈對流產生的。 與資深作者、約翰-勒布自然科學副教授傅羅傑（Roger Fu）一起，斯蒂爾和她的團隊在先前理論的基礎上得出結論：火星動力裝置能使火星免受宇宙射線的傷害，其持續時間比先前認爲的要長。

他們的想法源於模擬紅色星球表面巨大隕石坑的冷卻和磁化週期的實驗。 衆所周知，這些撞擊盆地只有微弱的磁性，因此研究人員認爲它們是在"發電機"關閉後形成的。

研究人員模擬了火星上大型撞擊盆地的冷卻和磁化過程，爲後來的動力關閉做辯護。 圖片來源：Sarah Steele

這條時間線是利用古地磁學（或行星史前磁場研究）的基本原理假設出來的。 科學家們知道，岩石中的鐵磁性礦物質在高溫時會與周圍的磁場對齊，但一旦岩石冷卻，這些小磁場就會被"鎖住"。 這實際上將礦物變成了磁場化石，數十億年後可以對其進行研究。

通過觀察火星上磁場較弱的盆地，科學家們推測，這些盆地最初是在沒有其他強磁場存在的時期--換句話說，是在火星的發電機消失之後--在高溫岩石中形成的。

但是，哈佛大學的研究小組稱，要解釋這些大面積消磁的隕石坑，這種早期關閉並不是必要的。 相反，他們認爲，這些隕石坑是在火星發電機經歷極性反轉--南北極互換--時形成的，通過計算機模擬，可以解釋爲什麼這些大型撞擊盆地如今只有微弱的磁信號。 地球上每隔幾十萬年也會發生磁極翻轉。

斯蒂爾說："我們基本上是在表明，可能從來就沒有充分的理由認爲火星的'發電機'會提前關閉。"

他們的研究成果建立在以前的工作基礎之上，這些工作首次顛覆了現有的火星宜居時間線。 他們利用一塊著名的火星隕石--艾倫希爾斯84001和傅抱石實驗室的一臺功能強大的量子鑽石顯微鏡，通過研究岩石薄片中不同的磁場羣，推斷出在39億年前存在較長時間的磁場。

斯蒂爾說，在一個長期堅持的理論上戳穿漏洞有點傷腦筋，但他們已經被行星研究人員羣體"寵壞了"，他們對新的解釋和可能性持開放態度："我們正試圖回答首要的重要問題，即萬物是如何變成現在這個樣子的，甚至整個太陽系爲什麼會變成現在這個樣子。行星磁場是我們回答其中許多問題的最佳探測器，也是我們瞭解行星深層內部和早期歷史的唯一途徑之一。"

編譯自/ScitechDaily