Neue Zeitleiste für das antike Magnetfeld auf dem Mars erstellt

Apr 05, 2023

Der Mars hatte viel früher – und viel später – in der Geschichte des Planeten ein globales Magnetfeld, als Wissenschaftler bisher wussten.

Das globale Magnetfeld eines Planeten entsteht durch das, was Wissenschaftler einen Dynamo nennen: einen Fluss geschmolzenen Metalls im Kern des Planeten, der elektrischen Strom erzeugt. Auf der Erde sorgt der Dynamo dafür, dass die Kompassnadeln nach Norden zeigen. Aber der Dynamo des Mars ist seit Milliarden von Jahren ausgestorben.

Neue Erkenntnisse von Forschern der University of British Columbia (UBC), die mit Kollegen in den USA und Frankreich zusammenarbeiten,veröffentlicht am 1. Mai in Science Advances, bringen uns der Kenntnis des genauen Zeitpunkts und der Dauer des Mars-Dynamos näher.

„Wir stellen fest, dass der Mars-Dynamo vor 4,5 Milliarden und 3,7 Milliarden Jahren in Betrieb war. Das Dynamo-Timing ist ein großer Teil der Entwicklung eines Planeten, und was wir finden, unterscheidet sich stark von dem, was wir bisher angenommen haben“, sagte Anna Mittelholz, Postdoktorandin im Department of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences der UBC und Erstautor der Studie. „Der Dynamo verrät uns etwas über die thermische Geschichte des Planeten, seine Entwicklung und wie er dorthin gelangte, wo er heute ist, und er ist für jeden der terrestrischen Planeten einzigartig – Erde, Mars, Venus und Merkur.“

Hinweise auf die magnetische Geschichte eines Planeten finden sich in magnetisierten Gesteinen auf und unter seiner Oberfläche. Gestein ist wie ein Tonbandgerät, insbesondere Vulkangestein. Sie beginnen als Lava, aber wenn sie in der Gegenwart eines Magnetfelds abkühlen und erstarren, richten sich die Mineralien im Gestein nach dem globalen Magnetfeld aus. Durch die Datierung dieser Gesteine ​​können Wissenschaftler abschätzen, ob zum Zeitpunkt der Einlagerung des Gesteins ein Dynamo aktiv war.

Der Magnetismus in bestimmten Gesteinen auf der Marsoberfläche weist darauf hin, dass der Mars-Dynamo vor 4,3 bis 4,2 Milliarden Jahren aktiv war. Das Fehlen von Magnetismus in drei großen Becken, die sich vor 3,9 Milliarden Jahren bildeten, hat die meisten Wissenschaftler jedoch zu der Annahme veranlasst, dass der Dynamo zu diesem Zeitpunkt inaktiv war Zeit.

Die UBC-Forscher analysierten neue Satellitendaten und fanden klare Hinweise auf ein Magnetfeld, das vom Lavastrom Lucus Planum stammte, der sich vor weniger als 3,7 Milliarden Jahren bildete – viel später als die oben genannten Becken.

Die Forscher entdeckten außerdem Magnetfelder geringer Intensität über dem Borealis-Becken auf der Nordhalbkugel des Planeten, das sich vor 4,5 Milliarden Jahren bildete und als eines der ältesten Gebilde auf dem Mars gilt.

„Wir haben diese beiden Beobachtungen, die auf einen Dynamo zum frühesten bekannten Zeitpunkt in der Geschichte des Mars hinweisen, und auf einen Dynamo, der eine halbe Milliarde Jahre, nachdem viele Menschen dachten, er sei bereits ausgeschaltet, vorhanden war“, sagte Catherine Johnson, Professorin am Mars Department of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences und leitender Wissenschaftler am Planetary Science Institute in Tucson, AZ, der ebenfalls an der Studie mitgewirkt hat.

Die Forscher bieten zwei mögliche Erklärungen für das Fehlen von Magnetfeldern über den Becken an: Der Dynamo könnte aufgehört haben, bevor sich die Becken gebildet haben, und dann wieder gestartet sein, bevor sich Lucus Planum gebildet hat, oder die Einschläge, die die Becken erzeugt haben, haben einfach den Teil der Kruste verschoben, der Mineralien enthält das starken Magnetismus tragen kann.

Die neuen Daten für diese Studie stammen von MAVEN, dem Satelliten Mars Atmosphere and Volatile Evolution. Frühere Daten über den Magnetismus auf dem Mars wurden vom Satelliten Mars Global Surveyor gesammelt, der den Planeten zwischen 1999 und 2006 meist in 400 Kilometern Höhe über der Oberfläche umkreiste. MAVEN wurde 2013 gestartet, operiert bis zu einer Entfernung von etwa 135 Kilometern von der Oberfläche und empfängt schwächere Signale, die MGS nicht erkennen konnte.

Die Fähigkeit von MAVEN, Signale von kleineren Strukturen auf und in der Nähe der Oberfläche zu empfangen, hilft Forschern zu unterscheiden, ob der Magnetismus von diesen oder von älteren Gesteinen stammt, die tiefer in der Erdkruste vergraben sind.

Aufgrund dieser neuen Erkenntnisse fragen sich Forscher, was enthüllt werden könnte, wenn sie noch näher herangehen. Mittelholz bemerkte, dass sich diese Studie auf zwei besondere Merkmale konzentrierte, dass es aber überall auf dem Mars noch Krater gibt, die Geschichten zu erzählen haben. In Zukunft könnte die Erkundung von Satelliten zu Drohnen oder Ballons übergehen und noch detailliertere Daten liefern.

– Diese Pressemitteilung wurde ursprünglich auf der UBC News-Website veröffentlicht