تكشف دراسة النيزك الشهير بواسطة مجهر الماس الكمي أيضًا عن تقلبات في مجال المريخ
احتوى المريخ في يوم من الأيام على مجال مغناطيسي ، ممكن ان يكون قد حمى الرطوبة في الغلاف الجوي من الإشعاع الفضائي.
في يوم من الأيام ، اعتقد العلماء أن كوكب المريخ كان بعيدًا عن صحراء اليوم الباردة وغير الصالحة للسكن. نحتت الأنهار الأخاديد والبحيرات المليئة بالحفر ، وربما يكون المجال المغناطيسي قد صد إشعاع الفضاء ، مما يمنعه من التهام رطوبة الغلاف الجوي. مع برودة باطن المريخ ، استمرت النظريات الرائدة ، تلاشى مجاله المغناطيسي ، تاركًا الغلاف الجوي غير محمي وإنهاء الفترة الدافئة والرطبة ، عندما كان الكوكب قد استضاف الحياة. لكن الباحثين لا يستطيعون الاتفاق على زمن حدوث ذلك.
الآن ، أظهرت أجزاء من نيزك مريخي شهير ، تمت دراستها باستخدام نوع جديد من المجهر الكمومي ، دليلاً على أن مجال الكوكب استمر حتى 3.9 مليار سنة مضت ، أي أطول بمئات الملايين من السنين مما كان يعتقده الكثيرون. القرائن الموجودة في النيزك ، صخرة المريخ التي انتهى بها المطاف على الأرض بعد اصطدامها بها ، يمكن أن توسع نافذة المريخ الصالحة للسكن والتوفيق بين الجداول الزمنية المتضاربة للتاريخ المبكر للكوكب. نوقشت النتائج الأسبوع الماضي في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) ، تدعم النتائج أيضًا فكرة أن مجال المريخ ، كما هو الحال على الأرض ، ينقلب أحيانًا - سلوك يمكن أن يلقي الضوء على الدينامو المنصهر في اللب الخارجي الذي كان يعمل في السابق. .
تقول جينيفر بوز ، عالمة المغنطيسات القديمة بجامعة نورثرن أريزونا ، والتي لم تشارك في الدراسة: "إنهم قادرون على رسم صورة جيدة جدًا لما يمكن أن يحدث". "العمل الذي قاموا به لم يكن ممكنًا مع التكنولوجيا من قبل."
عندما تتبلور أنواع معينة من المعادن الحاملة للحديد من الصخور المنصهرة ، فإن حقولها الداخلية تتماشى مع مجال الكوكب مثل البوصلات الصغيرة ، مما يحافظ على طابع اتجاهه. يمكن لأحداث الارتطام اللاحقة تسخين أجزاء من الصخور ، وتزجيجها بالحقول من أوقات لاحقة وإنشاء طرس مغناطيسي.
حددت المدارات حول المريخ خرائط لهذه الإشارات المغناطيسية المتبقية في الصخور على سطح المريخ. ولكن لا يبدو أن بعضًا من أكبر وأقدم الندبات على كوكب الأرض - أحواض اصطدام كويكب هيلاس وأرجير وإيزيدس - تحتوي على صخور ممغنطة على الإطلاق. يعتقد معظم الباحثين أن السبب في ذلك هو أن الدينامو المغناطيسي قد هدأ بحلول الوقت الذي تشكلت فيه هذه الحفر ، قبل حوالي 4.1 مليار سنة. من الغريب ، على الرغم من ذلك ، أن المدارات قد رصدت إشارات مغناطيسية في الحمم التي تصغرها ببضع مئات الملايين من السنين ، من أجزاء أخرى من المريخ ، مما يشير إلى أن المجال قد نجا بطريقة ما لفترة أطول من الأحواض المسموح بها.
تقول سارة ستيل ، طالبة الدراسات العليا في علوم الأرض والكواكب في جامعة هارفارد: "من الصعب أن تقول أنك تفهم حقًا ما حدث في الماضي على كوكب آخر إذا كان لديك هذان الجدولان الزمنيان المتعارضان بشكل أساسي".
تساءل ستيل عما إذا كان ألان هيلز 84001 ، وهو نيزك مريخي تم استرداده من القارة القطبية الجنوبية في عام 1984 ، قد يكون لديه ما يقوله بشأن هذه المسألة. ادعاءات دحضت من التسعينيات بأن النيزك يحتوي على بكتيريا متحجرة جعلت الصخور التي يبلغ وزنها 2 كيلوغرام سيئة السمعة ، لكن الباحثين يدرسونها حتى اليوم لأنه يبلغ عمرها 4.1 مليار سنة ، وهي العينة الأصلية الوحيدة المعروفة لتسجيل هذه الحقبة الحرجة من تاريخ المريخ.
تم العثور على أدلة لمجال مغناطيسي قديم في شرائح رقيقة من نيزك المريخ ألان هيلز 84001
صوّر عالم الكواكب ستيل وهارفارد روجر فو ثلاث شرائح رقيقة من الورق من عينة ألان هيلز زنة 0.6 جرام باستخدام مجهر الماس الكمي المتطور من فو. وهي واحدة من القلائل في العالم ، وتعتمد على حساسية الشوائب الذرية في الماس للتغيرات الصغيرة في المجالات المغناطيسية. يمكنه تعيين هذه التغييرات عبر حبيبات صغيرة مثل شعر الإنسان. كشفت الدقة المحسّنة عن شيء مثير للدهشة: ثلاث مجموعات متميزة من معادن كبريتيد الحديد. اثنان منهم ممغنطة بقوة في اتجاهات مختلفة ، في حين أن أحدهما يفتقر إلى توقيع مغناطيسي كبير.
في ورقة قيد المراجعة الآن ، يقترح ستيل وفو أن هذه التجمعات تعكس ثلاثة أحداث تصادم معروفة سجلها النيزك - والتي حددها التأريخ الإشعاعي منذ حوالي 4 مليارات و 3.9 مليار و 1.1 مليار سنة. يقول فو إنه نظرًا لأن مجموعتي المعادن الأكبر سناً ممغنطة بدرجة عالية ، فلا بد أن المجال المغناطيسي العالمي لا يزال موجودًا منذ 3.9 مليار سنة. يبدو أن الحقل البالغ من العمر 3.9 مليار عام قوي نسبيًا: حوالي 17 ميكروتسلا (حوالي ثلث متوسط قوة مجال الأرض).
بهذه القوة ، كان من الممكن أن يساعد الحقل في تشتيت الأشعة الكونية الضارة ، وحماية أشكال الحياة المبكرة المحتملة ، كما يقول بن فايس ، عالم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. كان من الممكن أيضًا أن تحمي الغلاف الجوي من الرياح الشمسية ، وهو تيار من الجسيمات التي يمكن أن تسرع من فقدان بخار الماء والمكونات الأخرى إلى الفضاء. يقول فايس: "كلما طالت مدة بقاء الدينامو ، زادت مدة بقائك على المريخ صالحًا للسكن".
روب ليليس ، عالِم جيوفيزياء الكواكب بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، أكثر حذرًا بشأن هذا النوع من التفكير. ويقول إن الحقل يمكنه أيضًا تسريع خسائر الغلاف الجوي عن طريق توجيه المزيد من الرياح الشمسية إلى القطبين.
تحتوي المعادن أيضًا على دليل على الأعمال الداخلية للكوكب: تسجل المجموعتان الممغنطتان الحقول في اتجاهين متعاكسين تقريبًا - 138 درجة على حدة. يقول الباحثون إن هناك فرصة ضئيلة لأن تدور الصخور بين الصدمات. بدلاً من ذلك ، يقترحون أن دينامو المريخ قد قلب أقطابه ، كما تفعل الأرض كل بضع مئات الملايين من السنين. أظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية أن الدينامو ينعكس فقط ضمن نطاق ضيق من ظروف الحمل الحراري في اللب الخارجي المنصهر للكوكب ، لذا فإن الانعكاسات المريخية يمكن أن تساعد في تقييد تاريخ وطبيعة دينامو الكوكب ، كما يقول ليليس.
يمكن أن يساعد الدينامو العكسي أيضًا في تفسير سبب افتقار العديد من الأحواض القديمة الكبيرة إلى إشارة مغناطيسية. في عرض تقديمي من AGU ، استخدم ستيل المحاكاة الحاسوبية لإظهار طبقات من الحقول المغناطيسية المتناوبة يمكن أن تلغي بشكل أساسي المجال المغناطيسي الصافي للأحواض - مما يجعلها تبدو وكأنها غير مغنطيسية. يقول ستيل إن الانعكاسات قد "تسمح لنا بربط كل الأوتار معًا مرة واحدة وإلى الأبد".
كمكافأة ، يمكن أن توفر الانعكاسات المغناطيسية علامة زمنية مشتركة للصخور من مواقع مختلفة. يقول فايس ، الذي اقترح استخدام الانعكاسات لتاريخ صخور المريخ في عرض تقديمي منفصل من AGU: "إنه أمر مثير بالنسبة لي أن أسمع أن هناك دليلًا على حدوث انعكاس في نيزك". "إذا كان دينامو المريخ ينعكس ، فإن هذه الخطة التي نضعها في الاعتبار هنا أصبحت فجأة أكثر جدوى."
المصدر: