Mars tętnił kiedyś życiem? Czerwona Planeta mogła mieć pole magnetyczne dłużej niż sądzono

1. Kiedy zatrzymało się że dynamo marsjańskie?
2. Co można wyczytać z gigantycznych kraterów uderzeniowych?
3. Co to jest przebiegunowanie?

Czy na Marsie istniało kiedyś życie? To bardzo możliwe. Czerwona Planeta pod pewnymi względami jest podobna do Ziemi. Wynika to m.in. z jej położenia w Układzie Słonecznym. Mars znajduje się na granicy tzw. strefy zamieszkiwanej. Jest zimny, ale w okolicach równika ma stosunkowo znośne temperatury i dobę o podobnej długości.

Istnieją jednak zasadnicze różnice, które sprawiają, że to Ziemia jest dzisiaj zieloną planetą, pokrytą w większości oceanami, Mars natomiast jest suchy i jałowy. Przede wszystkim Mars ma bardzo cienką atmosferę – ciśnienie na jego powierzchni to mniej niż 1% ciśnienia atmosferycznego na powierzchni Ziemi. Po drugie – i jeszcze ważniejsze – Mars ma znacznie słabsze niż Ziemia pole magnetyczne. Tym samym nie jest tak dobrze chroniony przed wiatrem słonecznym. Na Ziemi pole magnetyczne działa jak tarcza, zabezpieczająca nas przed strumieniem naładowanych cząsteczek emitowanych przez Słońce. Na Marsie takiego zabezpieczenia brak.

Jednak tak nie było zawsze. Jeszcze kilka miliardów lat temu także Mars miał silne pole magnetyczne. Generował je mechanizm dynama – taki sam, który jest źródłem pola magnetycznego na Ziemi. W przeciwieństwie do Ziemi, na Marsie dynamo w pewnym momencie się zatrzymało. Jednym z tego skutków była właśnie utrata atmosfery, której cząsteczki po prostu uciekły w przestrzeń kosmiczną.

Kiedy zatrzymało się że dynamo marsjańskie?

Kiedy to się stało? Według obowiązującej obecnie wieloletniej teorii – 4,1 miliarda lat temu. Możliwe jednak, że teoria ta zostanie poprawiona. Zespół naukowców z Harvardu donosi właśnie w czasopiśmie „Nature Communications”, że pole magnetyczne Marsa mogło osłabnąć dopiero 3,9 miliarda lat temu. Może się wydawać, że ta różnica jest niewielka. Jednak oznacza ona, że potencjalne życie na Marsie miałoby aż 200 milionów lat więcej na rozwój. A być może nawet na rozkwit.

Teoria dynama opisuje pochodzenie i działanie pola magnetycznego Ziemi, ale także innych ciał niebieskich. W przypadku naszej planety działa następujący mechanizm. Ruch płynnego metalicznego jądra Ziemi – a konkretnie jego zewnętrznej części – generuje prądy elektryczne. One z kolei są źródłem pola magnetycznego.

Mars też miał kiedyś podobne dynamo. Kiedy się zatrzymało? Bada to bardzo ciekawa dziedzina nazywana paleomagnetyką. Paleomagnetyka zajmuje się analizą dawnych pól magnetycznych planet.

Co można wyczytać z gigantycznych kraterów uderzeniowych?

W jaki sposób możliwe jest ustalenie, jak wyglądał magnetyzm danego globu przed miliardami lat? Naukowcy przyglądają się ferromagnetycznym minerałom znajdującym się w skałach. Minerały te reagują na obecność pola magnetycznego – układają się wzdłuż jego linii, jednak tylko dopóty, dopóki skały są gorące. Po ostygnięciu skały przechowują zaś „ślad” pola magnetycznego. – To skutecznie zamienia te minerały w „skamieniałe pola magnetyczne”, które można badać miliardy lat później – napisano w oświadczeniu prasowym.

Jak to się ma do Marsa? Wiadomo, że duże uderzeniowe kratery na Marsie są obszarami, gdzie pole magnetyczne jest wyjątkowo słabe. Wcześniej zakładano, iż to efekt tego, że kratery te powstały już po zatrzymaniu się dynama marsjańskiego. Jednak zespół z Harvardu przeprowadził nowe symulacje i doszedł do innego wniosku. Zdaniem badaczy możliwe jest, że dynamo działało znacznie dłużej. Posiadane dane dotyczą zaś wyjątkowego momentu w geomagnetycznej historii planety – kiedy Mars przechodził przebiegunowanie.

Co to jest przebiegunowanie?

Podczas przebiegunowania dochodzi do zmiany położenia biegunów magnetycznych planety. Biegun północny zamienia się miejscami z południowym. Na Ziemi zjawisko to zachodzi w regularnych odstępach czasu – raz na setki tysięcy lat. Kiedy na Marsie również działał mechanizm dynama, tamtejsze pola magnetyczne także musiały ulegać przebiegunowaniu. Dochodziło wówczas do osłabienia pól magnetycznych, co wyjaśniałoby „zdemagnetyzowane” marsjańskie kratery.

– W zasadzie nigdy nie było dobrego powodu, aby zakładać, że dynamo Marsa wyłączyło się przedwcześnie – komentuje Sarah Steele, główna autorka pracy. Steele jest studentką Griffin Graduate School of Arts and Sciences, a swoją teorię opracowała pod kierunkiem prof. Rogera Fu z Department of Earth and Planetary Sciences.

Co ciekawe, do badań naukowcy wykorzystali marsjański meteoryt znaleziony na Ziemi. Ma własną nazwę – Allan Hills 84001 – pochodzącą od miejsca znalezienia, czyli pola lodowego Allan Hills na Antarktydzie. Został tam odkryty w 1984 roku. To jeden z najstarszych marsjańskich meteorytów: szacuje się, że powstał ok. 4,09 mld lat temu z roztopionej (prawdopodobnie na skutek uderzenia) skały. Pochodzi więc z tego okresu marsjańskiej historii, kiedy po Czerwonej Planecie płynęła ciekła woda.

Źródła: phys.org, Nature Communications.

Nasza autorka

Magdalena Salik

Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com