哈佛大学的新发现揭示火星支持生命的时间可能远比想象的要长

有证据表明，数十亿年前，火星可能是一个生命繁荣的环境。 然而，今天的火星寒冷、干燥，而且失去了曾经可能保护它的磁场。 这种变化将火星变成了一种法医现场，科学家们在这里拼凑线索，以确定红色星球是否--以及何时--曾经孕育过生命。哈佛大学古地磁实验室的研究人员提出了一个令人信服的理由：火星的磁场可以支持生命的存在，它一直持续到39亿年前--比以前认为的要晚得多。

哈佛大学的研究表明，火星支持生命的磁场可能在39亿年前就已经存在，根据新的模拟和分析，延长了火星的宜居时间。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

"什么时候"这个问题让哈佛大学地球与行星科学系古地磁实验室的研究人员特别感兴趣。 在Nature Communications上发表的一篇新论文中，他们提出了迄今为止最有力的证据，证明火星的磁场--生命的重要屏障--可能一直持续到最近的39亿年前。 这推翻了之前41亿年的估计，使火星的可居住性离我们的时代更近了几亿年。

这项研究由哈佛大学格里芬艺术与科学研究生院的学生萨拉-斯蒂尔（Sarah Steele）领导，利用先进的模拟和计算机建模来估算火星"发电机"或全球磁场的年龄。 与地球磁场一样，火星的发电机也是由铁核对流产生的。 与资深作者、约翰-勒布自然科学副教授傅罗杰（Roger Fu）一起，斯蒂尔和她的团队在先前理论的基础上得出结论：火星动力装置能使火星免受宇宙射线的伤害，其持续时间比先前认为的要长。

他们的想法源于模拟红色星球表面巨大陨石坑的冷却和磁化周期的实验。 众所周知，这些撞击盆地只有微弱的磁性，因此研究人员认为它们是在"发电机"关闭后形成的。

研究人员模拟了火星上大型撞击盆地的冷却和磁化过程，为后来的动力关闭做辩护。 图片来源：Sarah Steele

这条时间线是利用古地磁学（或行星史前磁场研究）的基本原理假设出来的。 科学家们知道，岩石中的铁磁性矿物质在高温时会与周围的磁场对齐，但一旦岩石冷却，这些小磁场就会被"锁住"。 这实际上将矿物变成了磁场化石，数十亿年后可以对其进行研究。

通过观察火星上磁场较弱的盆地，科学家们推测，这些盆地最初是在没有其他强磁场存在的时期--换句话说，是在火星的发电机消失之后--在高温岩石中形成的。

但是，哈佛大学的研究小组称，要解释这些大面积消磁的陨石坑，这种早期关闭并不是必要的。 相反，他们认为，这些陨石坑是在火星发电机经历极性反转--南北极互换--时形成的，通过计算机模拟，可以解释为什么这些大型撞击盆地如今只有微弱的磁信号。 地球上每隔几十万年也会发生磁极翻转。

斯蒂尔说："我们基本上是在表明，可能从来就没有充分的理由认为火星的'发电机'会提前关闭。"

他们的研究成果建立在以前的工作基础之上，这些工作首次颠覆了现有的火星宜居时间线。 他们利用一块著名的火星陨石--艾伦希尔斯84001和傅抱石实验室的一台功能强大的量子钻石显微镜，通过研究岩石薄片中不同的磁场群，推断出在39亿年前存在较长时间的磁场。

斯蒂尔说，在一个长期坚持的理论上戳穿漏洞有点伤脑筋，但他们已经被行星研究人员群体"宠坏了"，他们对新的解释和可能性持开放态度："我们正试图回答首要的重要问题，即万物是如何变成现在这个样子的，甚至整个太阳系为什么会变成现在这个样子。行星磁场是我们回答其中许多问题的最佳探测器，也是我们了解行星深层内部和早期历史的唯一途径之一。"

编译自/ScitechDaily