화성의 고대 자기장에 대한 새로운 타임라인 확립

Apr 05, 2023

화성은 과학자들이 이전에 알고 있던 것보다 훨씬 더 일찍 그리고 훨씬 늦게 지구 자기장을 가지고 있었습니다.

행성의 전체 자기장은 과학자들이 발전기(dynamo)라고 부르는 것, 즉 행성 핵 내에서 전류를 생성하는 용융 금속의 흐름에서 발생합니다. 지구상에서 발전기는 나침반 바늘이 북쪽을 가리키게 만드는 역할을 합니다. 하지만 화성의 발전기는 수십억 년 동안 멸종되었습니다.

미국과 프랑스의 동료들과 협력하는 브리티시 컬럼비아 대학교(UBC) 연구진의 새로운 발견은5월 1일 Science Advances에 게재됨, 화성의 발전기의 정확한 시기와 지속 기간을 더 가까이 알 수 있게 해주세요.

"우리는 화성의 발전기가 45억년과 37억년 전에 작동했다는 사실을 발견했습니다. 발전기 타이밍은 행성 진화의 큰 부분을 차지하며 우리가 발견한 것은 지금까지 생각했던 것과 매우 다릅니다"라고 박사후 연구원인 Anna Mittelholz는 말했습니다. UBC 지구, 해양 및 대기과학과 박사이자 연구의 첫 번째 저자입니다. "발전기는 행성의 열 역사, 진화, 오늘날의 위치에 어떻게 도달했는지에 대해 알려주며 지구, 화성, 금성, 수성과 같은 각 지구 행성마다 고유합니다."

행성의 자기 역사에 대한 단서는 표면 위와 아래의 자화된 암석에 있습니다. 바위는 녹음기, 특히 화산암과 같습니다. 그들은 용암으로 시작하지만 자기장이 있는 곳에서 냉각되고 굳어지면서 암석 내의 광물은 지구 자기장에 맞춰 정렬됩니다. 과학자들은 이 암석의 연대를 측정함으로써 암석이 설치될 당시 발전기가 활성화되었는지 추정할 수 있습니다.

화성 표면의 특정 암석에 있는 자성은 화성의 발전기가 43억~42억년 전에 활동했음을 나타냅니다. 그러나 39억년 전에 형성된 세 개의 큰 분지에는 자성이 없기 때문에 대부분의 과학자들은 발전기가 그로 인해 비활성화되었다고 믿게 되었습니다. 시간.

UBC 연구원들은 새로운 위성 데이터를 분석하여 앞서 언급한 분지보다 훨씬 늦은 37억년 전에 형성된 Lucus Planum 용암 흐름에서 자기장이 발생한다는 명확한 증거를 발견했습니다.

연구자들은 또한 화성 북반구의 보레알리스 분지(Borealis Basin)에서 저강도 자기장을 발견했습니다. 이 분지는 45억년 전에 형성되었으며 화성의 가장 오래된 특징 중 하나로 여겨집니다.

"우리는 화성 역사상 가장 이른 시기에 발전기가 존재했다는 사실을 가리키는 두 가지 관측 결과를 얻었고, 다른 하나는 많은 사람들이 발전기가 꺼졌다고 생각한 지 5억년 후에 존재했다는 것을 시사합니다."라고 캐서린 존슨 교수는 말했습니다. 지구, 해양 및 대기 과학부와 애리조나 주 투산에 있는 행성 과학 연구소의 선임 과학자도 이 연구에 기여했습니다.

연구자들은 분지 위에 자기장이 없는 것에 대해 두 가지 가능한 설명을 제시합니다. 분지가 형성되기 전에 발전기가 멈췄다가 Lucus Planum이 형성되기 전에 다시 시작되었을 수도 있고, 분지를 생성한 충격이 단순히 광물을 포함하는 지각 부분을 대체했을 수도 있습니다. 강한 자기력을 전달할 수 있는 것입니다.

이 연구를 위한 새로운 데이터는 화성 대기 및 Volatile Evolution 위성인 MAVEN에서 나왔습니다. 화성의 자기에 대한 초기 데이터는 1999년부터 2006년 사이에 화성 궤도를 도는 Mars Global Surveyor 위성에 의해 수집되었으며, 대부분 표면 위 400km 지점에서 이루어졌습니다. 2013년에 출시된 MAVEN은 표면에서 최대 135km까지 작동하며 MGS가 감지할 수 없는 약한 신호를 포착합니다.

표면 위나 표면 근처의 작은 지형지물에서 신호를 포착하는 MAVEN의 능력은 연구자들이 자성이 그 곳에서 나오는지 아니면 행성 지각에 더 깊이 묻혀 있는 오래된 암석에서 나오는지 구별하는 데 도움이 됩니다.

이러한 새로운 통찰력으로 인해 연구자들은 더 가까워지면 무엇을 밝힐 수 있는지 궁금해했습니다. Mittelholz는 이번 연구가 두 가지 특정 특징에 초점을 맞추었지만 화성 전역에 분화구가 남아 있어 이야기를 들려줄 것이라고 말했습니다. 앞으로 탐사는 위성에서 드론이나 풍선으로 진행되어 훨씬 더 자세한 데이터를 제공할 수 있습니다.