我们都在关注着天问一号的探火之旅,也会幻想一个情景:如果真的有一天,人类移民火星了,还能用指南针找到回家的路吗?
指南针,我国古代四大发明之一。在地球上,指南针之所以能够指向特定方向,是因为地球存在一个地磁场,普遍认为这个磁场由地球内部液态铁的流动引起。
但是,目前的科学研究发现,火星全球磁场已经消失。在火星磁场消失之谜的解释当中,最主流的观点认为,跟地球一样,40多亿年前,刚形成不久的火星曾经拥有保护自身大气层的磁场,而且强度还与地球磁场非常相似,也拥有类似地球温暖湿润的环境。然而,相较于地球,火星本身体积小,随着内部热量的快速散发,熔融态的内核逐渐凝固。通过对火星磁化陨石的定年,科学界认为火星发电机作用大约在39亿年前就已经停止,全球磁场自然就消失了。
失去全球磁场的保护,环绕太阳运转的火星持续遭受太阳风的撞击,火星大气变得愈加稀薄。作为太阳系的中心,太阳无时无刻不在创造光和热,在喷射出的能量当中,有一种被称作“太阳风”的带电粒子流,持续撞击着周围的行星,而火星就是“被撞者”之一。
火星完全持续暴露于太阳风的灼烧之中,大气层也遭受太阳风的剥离而逃逸到太空,从此大气层逐渐变得稀薄。在接下来的数亿年,火星从温暖湿润的环境变成了我们今天所知的寒冷、干燥而荒凉的世界。
虽然全球磁场已经消失,但是科学家发现火星具有独特的磁尾,在此基础上,能够绘制出火星周围电流分布全景图。电流在火星周围形成了一个嵌套的双环结构,与入射的太阳风相互作用,包裹在火星周围流动。电流在高层大气中流动,最强的电流层存在于火星表面上方120到200公里之间。
与地球磁场的形成机制不同,火星本身并不产生全球磁场,而是太阳风在火星电离层产生的电流导致磁场堆积、增强,进而形成“感应磁层”。
鉴于目前火星磁场的独有特点,如果真是要带指南针上火星,恐怕是没法用。但是假如人类给火星安上“人造磁场”,或许又是另一番景象。
本报综合
|
