Ретроградный астероид мог вызвать магнитное поле Марса

Марс не имеет такого магнитного поля, как, например, Земля. Хотя геологическое строение планет сходно и в центре Марса – металлическое ядро, оно не вызывает магнитных волн. Но остаточное магнитное поле у Марса есть. Это означает, что в прошлом магнитное динамо в его недрах было активно.

Исследование, проведенное на факультете физики Университета Торонто под руководством Джафара Аркани-Хамеда (Jafar Arkani-Hameda), открывает новые взгляд на этот вопрос. Ученые исследовали крупнейшие кратеры Марса и обнаружили некоторые закономерности в их распространении.

По их наблюдениям, некоторые из 20 самых крупных кратеров образовались в результате падения естественных спутников Марса, которые вращались на трех разных орбитах (красная, синяя и зеленая). Голубым и желтым цветом на карте обозначены экваторы Марса в разные геологические эпохи.

Сначала внимание геологов привлекли семь крупных депрессий, которые являются настолько древними и большими кратерами, что даже не выглядят как кратеры и называются равнинами, это: Amenthes, Ares, Daedalia, Hematite, Scopolus, South-West Daedalia и Zephyria. Их распределение на поверхности планеты, указывает на то, что тела, породившие эти кратеры, вращались на одной орбите (красная орбита на карте).

Это открытие побудило искать другие древние орбиты, и поиски принесли результаты. По гипотезе Джафара Аркани-Хамеда, появление низин Acidalia, Chryse и Sirenum также обязано падению спутников (синяя орбита). Но самые интересные результаты были получены для третьей орбиты. К ней относятся самые крупные астроблемы не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе - сотни километров в диаметре. Долины Argyre, Hellas, Isidis, Solis и Utopia тоже располагаются на кольце, указывающем на орбиту марсианских спутников (зеленая орбита). 

Характер третьей (зеленой) орбиты указывает на то, что на ней вращались спутники по ретроградной траектории. То есть они двигались в направлении, противоположном осевому вращению Марса, на протяжении сотен миллионов лет.

Математические модели, построенные исходя из характера вращения этих спутников, их размеров и геологического строения Марса, показали, что именно эти спутники могли быть причиной возникновения магнитного поля Красной планеты.

Гравитационное взаимодействие спутников и планеты вызывали непрерывное эллиптическое напряжение тела планеты, противоположное вращению потоков жидкого ядра. То есть планета приобретала яйцевидную форму, вытягиваясь в сторону спутника. Напряжение было достаточно серьезным, чтобы оказывать свое влияние на движение жидкости в ядре. Представить этот процесс можно, если налить воду в пластиковый стакан, немного растянуть его, придав овальную форму, и начать вращать его по вертикальной оси до тех пор, пока вода не начнет крутиться вместе со стенками стакана. Расчеты показывают, что даже один из четырех крупнейших астероидов, двигаясь на ретроградной орбите, мог вызвать появление эффекта магнитного динамо в течение сотен миллионов лет.

К примеру, долину Argyre оставило падение тела размером 60-120 километров, то есть примерно такое, как астероид Лютеция, который был осмотрен зондом ESA Rosetta.

Обрушившийся спутник, двигавшийся по ретроградной орбите, не только вызвал катастрофические явления на поверхности, но и прекратил эллиптические напряжения в теле планеты и «отключил» магнитное поле. Косвенным доказательством этой гипотезы является то,  что реликтовая намагниченность отсутствует именно в долинах Argyre, Hellas, Isidis, Solis и Utopia. Правда, другие исследователи, такие как Джеймс Робертс (James Roberts) и группа ученых университета Калифорнии, отмечая этот факт, показывают, что магнитное поле могло быть остановлено вследствие падения крупных тел на Марс. То есть, если раньше движение в ядре планеты поддерживалось и без внешнего воздействия, то удары могли остановить его.

Данное исследование интересно тем, что открывает потенциал для возможного возвращения марсианского магнитного поля. Его отсутствие является существенным фактором, определяющим нынешнее состояние планеты, - безжизненное тело с очень тонкой атмосферой, облучаемое солнечной радиацией. Отсутствие магнитного поля у Марса - серьезная проблема в контексте будущих планов терраформинга планеты. Если ее решить, то перспективы человеческого освоения Марса кажутся не такой уж фантастикой.