Odkryto tajemnicę wnętrza Marsa. Czy wyjaśniono brak pola magnetycznego?

Niedawne badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół geochemików z Niemiec, Francji i Belgii, kierowany przez profesora Daniela Frosta z Uniwersytetu w Bayreuth, rzucają nowe światło na strukturę wnętrza Marsa. Naukowcy stworzyli związek żelaza i siarki, który pozostaje stały w ekstremalnie wysokich temperaturach i ciśnieniach, sugerując możliwość istnienia stałego jądra Marsa zbudowanego z siarczku żelaza. Wyniki tych badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie "Nature Communications".

Aby zbadać właściwości potencjalnego materiału budującego jądro Marsa, naukowcy przygotowali ultraczyste próbki żelaza i siarki. Próbki te umieszczono w kowadle diamentowym i poddano ciśnieniu rzędu 140–266 tysięcy atmosfer, symulując warunki panujące w głębi planety. Następnie, za pomocą lasera, podgrzano je do bardzo wysokich temperatur. Strukturę uzyskanych materiałów analizowano przy użyciu synchrotronu ESRF, co pozwoliło na dokładne określenie ich składu chemicznego i struktury krystalicznej.

W wyniku tych eksperymentów zidentyfikowano egzotyczny siarczek żelaza o stosunku około czterech atomów żelaza do trzech atomów siarki. Ten związek chemiczny, według obliczeń zespołu badawczego, pozostaje w stanie stałym i zachowuje stabilność w warunkach panujących w centrum Marsa, o ile temperatura nie przekracza 1,8–1,9 tysiąca stopni Celsjusza. Chociaż dokładne pomiary temperatury w jądrze Marsa nie są jeszcze dostępne, dane z misji InSight sugerują, że takie wartości są możliwe.

Jeśli Mars posiada stałe jądro zbudowane z siarczku żelaza, mogłoby to wyjaśniać brak globalnego pola magnetycznego na tej planecie. Na Ziemi pole magnetyczne jest generowane przez ruchy ciekłego metalu w jądrze zewnętrznym, które tworzą geodynamo. W przypadku Marsa, proces formowania się stałego jądra mógłby zakłócić cyrkulację w ciekłej części jądra, uniemożliwiając powstanie stabilnego pola magnetycznego.

Dotychczasowe modele sugerowały, że Mars posiada całkowicie ciekłe metaliczne jądro o średnicy około 1650 km, otoczone gęstą powłoką krzemianową. Brak stałego wnętrza tłumaczono wysokimi temperaturami w centralnych obszarach planety. Jednak najnowsze odkrycia wskazują, że obecność lekkich pierwiastków, takich jak siarka, może obniżać temperaturę topnienia materiałów w jądrze, umożliwiając formowanie się stałego rdzenia nawet przy wyższych temperaturach.

Misja InSight dostarczyła cennych danych na temat wnętrza Marsa, w tym informacji o składzie i stanie skupienia jego jądra. Pomiary sejsmiczne przeprowadzone przez lądownik wskazują na obecność lekkich pierwiastków w jądrze planety, co jest zgodne z hipotezą o istnieniu stałego jądra z siarczku żelaza. Dalsze analizy danych z InSight oraz przyszłe misje mogą pomóc w weryfikacji tej hipotezy i lepszym zrozumieniu ewolucji geologicznej Marsa.

Odkrycie to otwiera nowe kierunki badań nad strukturą i ewolucją Marsa. Zrozumienie składu i właściwości jego jądra może dostarczyć kluczowych informacji na temat historii termicznej planety, jej aktywności wulkanicznej oraz potencjalnej zdolności do podtrzymywania życia w przeszłości. Ponadto, badania te mogą mieć implikacje dla poszukiwań życia na Marsie, ponieważ pole magnetyczne odgrywa kluczową rolę w ochronie planety przed promieniowaniem kosmicznym.

Badania nad egzotycznym siarczkiem żelaza i jego potencjalną obecnością w jądrze Marsa dostarczają nowych, fascynujących informacji na temat wnętrza Czerwonej Planety. Choć wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi, te odkrycia przybliżają nas do pełniejszego zrozumienia struktury i historii Marsa oraz procesów geologicznych kształtujących planety skaliste w Układzie Słonecznym.