火星为什么没有磁场

伤我心太深

火星并非没有磁场，只是消失了而已，科学家发现火星在40亿年前曾有一个与类似地球的磁场，随后发生了一个大事件使得火星磁场消失了，仅剩下一个贫瘠的星球完全暴露在太阳致命的辐射之下。

研究人员找到了一个可能导致火星磁场消失的罪魁祸首，一个巨大的小行星撞击火星表面并留下了与珠穆朗玛峰相当的陨石坑。火星地表受到强烈撞击之后，也给内部的热岩带来了灾难性的后果，使得这颗红色星球的磁场永久性消失。

火星上的海拉斯盆地被认为是小行星猛烈撞击所留下的，其中沉积岩的碎片环形分布于陨石坑周围，厚度可达一英里。

火星为什么没有磁场？

过去的研究估计，地球磁场是在35亿年前出现的，那大约是地球形成10亿年后的事。而据最新研究显示，地球至少在40亿年前便形成了磁场。此项研究有助于将地球和它的行星邻居联系起来。领导这一研究的美国纽约罗彻斯特大学地球物理学家约翰·塔尔杜诺（John Tarduno）介绍说，火星也至少在40亿年前拥有了磁场，但这个红色星球莫名其妙地失去了其稠密的大气层，并且变成一个贫瘠的世界。然而，地球却发展成生命的“温床”。

为进一步了解地球的过去，该团队来到澳大利亚西部的杰克山区。科学家利用高分辨率磁强计测量了困在25块锆石中的含铁矿物的微弱磁信号，这些信号显示了晶体形成时地球磁场的强度和方向。杰克山区的锆石显示，40亿年前便有磁场存在，并且研究中有两块最古老的锆石显示，该磁场有着42亿年的历史。不过这些岩石很难分析，因为它们在约26亿年前被重新加热，使得那时留下的磁场活动记录部分覆盖了更久以前的证据。

180度

日前，在山东省诸城市贾悦镇棠棣戈庄境内，发现两排直径约为30厘米的恐龙足迹化石，在早白垩纪时期的岩壁上形成了一道180度的弧形，这道奇妙的弧形上共有28个恐龙足迹，恰好保存了恐龙转向的全过程，是世界首例被恐龙专家认定的“恐龙足迹拐弯化石”。

据诸城市恐龙文化研究中心的恐龙科研人员证实，这些足迹属于副雷龙，是一类中小型的、较为原始的蜥脚类恐龙的足迹，也是2009年诸城发现的世界上规模最大的恐龙足迹群——皇华镇大山社区的黄龙沟恐龙足迹群以外诸城地区发现的恐龙足迹新属种。专家称，此次发现对于深入研究白垩纪时期恐龙的运动方式、生活习性、生活环境等具有重要的科研价值。

2000万亿

最近来自日本大阪大学的一个研究小组研制出了目前为止全世界能量最为强大的新型激光，这种激光属于二类佩塔瓦脉冲激光，能量高达2000万亿瓦。

这种激光被命名为LFEX（激光快速点火试验），发生长度达到了91.4米。有趣的是，尽管LFEX激光拥有特别巨大的能量，但是想要制造出来却并不特别费事。研究人员通过类似荧光灯的照射装置向特殊材质的玻璃传递能源，并反复使激光增幅以提高输出功率，最终形成了这种超强的新型激光。日媒称，该激光的输出功率相当于瞬间达到全世界电力消耗的1000倍，此成果可应用于激光核聚变等研究中。据悉，输出功率为千兆级别的激光，在美国、韩国等其他的6处设施中也可以实现，但大阪大学的输出功率为世界最大。

小行星出现在水手峡谷上方(网络图片)

上图为小行星出现在水手峡谷(Valles Marineris)上方的想象图，正是1500英里宽的小行星撞击造成火星磁场的消失。据火星探测器报告显示，该盆地形成于41至42亿年前，当时正处于火星磁场动乱的年代。

火星海拉斯盆地跨度达1300英里并具有六英里的深度，撞击使得盆地上覆盖非常厚的撞击产生的碎片。

约翰霍普金斯大学科学家詹姆斯·罗伯茨（James Roberts）通过计算机创建了一个撞击热效应影响模型，发现单颗巨大体积的小行星撞击火星表面会形成一个毁灭性的“撞击波纹”由撞击中心向外扩散，这些痕迹需要一亿年的时间才能恢复。

小行星撞击形成的巨大“波纹”(网络图片)

             而小行星的实际撞击速度却高于计算机的模拟值，并且在每隔2500万年的时间就会出现一次1500英里宽的小行星撞击事件。综合性的影响导致了火星出现不可逆转的改变，在这个红色星球上留下的撞击痕迹也将难以复原。

科学家在火星上发现了五个巨大的盆地，认为这些盆地是由于小行星撞击所形成的，更重要的是它们对火星地幔动力性质产生了主导性的影响，这种级别的撞击能量可以改变整个地幔物质对流过程，使得撞击点下方的隆起。

被破坏的地幔物质对流将火星地下深处的热岩涌出表面，这就相当于将引发磁场的“对流发电机”能量分流，对形成磁场的环境产生冲击。

詹姆斯·罗伯茨认为：火星上每隔数千万年就会出现一次小行星撞击，而要通过自然过程掩盖并恢复原貌则需要大约一亿年时间，因此小行星撞击的影响在某种程度上可认为具有累积效应，每次的剧烈冲击都将对火星全球热流循环构成长期性的影响变化。

火星磁场消失之谜

（文/果壳/Lisa Grossman）很久很久以前，火星曾像地球一样拥有磁场。而40亿年以前，火星磁场却神秘消失，把这个星球孕育生命的机会也一并带走了。如今科学家们对这场失踪事件提出了新的解释。
小行星撞击这颗红色行星的模型表明，没有一种单一的陨石撞击能够使提供磁场的“发电机”短路，但20颗小行星不断的撞击却能产生这种效果。
“每一颗小行星都会破坏一些。”多伦多大学地球物理学家、新研究的作者Jafar Arkani-Hamed说，“我们相信有足够多的小行星，一点一点地破坏，直到所有的‘发电机’永久停止工作。”
像地球、火星、水星这样的岩石行星同月球一样都是通过它们地核内熔融铁的运动获取磁场。熔化的铁蒸汽升起，在地核内冷却、下沉，产生电流。行星的旋转使电流产生磁场，称作发电机系统。
磁场能够保护行星不受太阳风带来的致命影响。一些研究表明，地球磁场保护了早期的生物形式，使它们不受太阳强辐射的影响，因此，更复杂的生命形式得以发展。但是火星表面的磁场痕迹说明这颗红色的星球在40亿年前就失去了磁场的庇护，大气受到太阳风的猛烈侵袭。
先前的研究显示由地幔变热产生的巨大影响导致火星的“发电机”停止运转，中断了地核和地幔的热流，破坏了转换，火星新晋的陨石坑表面无磁化也支持了这一观点。以前由约翰•霍普金斯大学的地球物理学家James Roberts仿真计算模型显示，火星上最大型的撞击可以使地幔变成高温层，导致“发电机”停滞。



地球物理杂志上Arkani-Hamed的新研究显示仅仅一次的撞击是不够的。“发电机”在不到一亿年的时间内可以恢复，“磁场还会重新出现。”他说。
为了完成他的研究，Arkani-Hamed建立了一些地球物理学家认为的、太阳系历史上最大的一次撞击事件，45亿年前同Texas一样尺寸的小行星撞击火星产生热量的模型。此次撞击被称作Borealis撞击，它可能荡平了整个火星的北半球。
这次巨大的撞击终止了星球内的热循环，使“发电机”在20000年的时间内无法运转。没有地幔从地核吸收热量的冷敷效果，就不可能发生转换。
但是，转换仍可以在地核的外部恢复，最终深入并重新激活整个地核循环。Borealis撞击可能破坏了发电机，但并没有使它直接报废。
“如果45亿年前存在发电机，它可能停止、消失并在1亿年后重新生成。”他说。


但是一些接连不断的撞击则可能永久破坏磁场。这颗行星的陨石坑记录显示在42到39亿年前，火星在很短的时间内承受了20次撞击。三月份即将发表在Texas Woodlands月球与行星科学大会上的研究，Arkani-Hamed与Roberts将联手表明仅仅是这些撞击中最大的五次导致了磁场的消失。撞击太过频繁，导致在下次撞击到来之前“发电机”来不及恢复。
“此项研究非常重要，因为它表明了这种情况可能是合理的，确实有发生。” 康奈尔大学的Wesley Watters 如是说，“但想要对比测试这个模型则非常困难。”
为了找出火星何时、如何失去磁场的，我们需要知道大量火星岩石的年龄，而且要像我们所知的地球岩石年龄一样精确。
“我们没有那些火星的数据。”他说。

火星海拉斯盆地存在着由撞击形成的深谷(网络图片)

火星能重建磁场吗？

当代“爱因斯坦”、伟大的科学家霍金认为，未来一千年内，基本可以确定的是，地球会因某场大灾难而毁灭，如核战争、传染病或者温室效应。因此他强调人类文明要想继续生存，必须移居其它星球。

霍金说：“不能把鸡蛋都放到一个篮子里——如果地球毁灭，人类就必须提前在火星或太阳系的其它星体生活。”

移民火星，一直是人类的梦想。因为火星的自然条件和地球相似。火星上资源非常丰富。不仅能够为我们提供生活上的必需原料，而且还将为我们提供科技文明真正发展的素材，与荒凉月球相比真有天壤之别。

火星拥有被冰冻在土中的海洋。那里有大量的碳、氢、氧和氮，这一切都等待着有足够创造力的人去开发、去利用。这四种元素不仅是食物和水的基本元素，而且是塑料、木材、纸张和衣服的重要组成成分，它们还是火箭燃料的重要成分。

而且，火星曾经经历过与地球差不多形式的火山运动和水文运动，而这样的运动在地球上产生了大量的矿砂，火星也必然如此。

据目前的太空科学研究发现，火星的地热能使“液态储存水”能在火星的地表下保存到今天。如此的热液储存水可能为远古的火星微生物提供了避难所，使它们能够得以生存下来。热液储存水也将会为登陆火星的人类提供绿洲，给先驱者们提供足够的水和地热能。

但是，这一切美妙假设的前提条件，就是火星需要一个强大的磁场，和一个足够厚实的的大气层，以保证二十四小时的昼夜替换，足够使火星的表面不受太阳光线肆虐。火星上能够定居，对于我们这一代以及我们后代的子子孙孙来说，火星将是一个新世界。

但是，如今的火星没有磁场，如同一个被解除了武装的战士，手无寸铁——上面的一切都赤裸裸地暴露在太阳风和宇宙射线之下。没有磁场的保护，人类移民将无法生存。

我们需要重新武装火星——制造一个包裹整个火星星体的强大磁场圈，以抗衡太阳风和其他宇宙射线的猛烈侵袭。

日前，科学家最新研究称，多次特大小行星碰撞火星事件，最终导致火星的磁场彻底消失。科学家认为在火星早期几亿年的时间段中，先后遭遇了多次特大小行星碰撞，每次这样的小行星碰撞杀伤性足以杀死地球表面上的恐龙。

近期一项最新计算机模拟显示，火星磁场可能在遭受特大小行星碰撞之后就变得十分虚弱，最终在遭受第五次小行星碰撞后，火星内核彻底融化，磁场就彻底消失了。

科学家们认为，而人类居住的地球磁场之所以至今依然存在，之所以能够形成强大的保护罩保护了地球的所有生灵，就是因为地核内部是固态的。固态地核内层与被熔化了含大量铁的外层相互摩擦便产生了地球磁场，其工作原理类似于直流发电机。

　　科学家们表示，如果火星内核被熔化了的部分能够重新结晶变成固态形式，那么消失已久的火星磁场还将再次出现。

可是，根据我们目前的科技力量，怎么能使火星融化的内核重新结晶再次变成固态呢？