火星曾经有河流、湖泊,可能还有海洋,但由于一个原因它失去了所有这些——它的熔融核心冷却,磁场消失,太阳风将行星的空气吹入太空。

火星并不总是冰冻贫瘠。数十亿年前,这里有流动的河流、静止的湖泊,可能还有海洋。它失去了所有的能量,因为地球深处发生了一些事情:它的核心冷却了。火星比地球小得多,因此它失去内部热量的速度更快,一旦其核心的熔融运动减慢,产生全球磁场的行星发电机就会关闭。这个场是地球抵御太阳风的屏障,太阳风是太阳不断发射的带电粒子流。随着屏蔽层消失,太阳风开始冲刷掉火星的大气层,美国宇航局的 MAVEN 任务至今仍在观察这一过程。随着空气变得稀薄,液态水所需的压力和热量也随之消失。

来源:19FortyFive

火星并不总是冰冻贫瘠。数十亿年前,有证据表明火星上有流动的河流、湖泊,可能还有海洋。

那么为什么这些液体特征消失了呢?原因之一是,火星在其历史早期就失去了全球磁场,没有了无形的保护罩,这颗行星越来越多地暴露在太阳风下,这使得火星的大部分大气层逐渐逃逸到太空中,将火星变成了今天看到的寒冷、稀薄的沙漠。

2026 年 7 月 1 日史密森学会的火星探路者号图像由 19FortyFive 拍摄。

什么是磁场

地球受益于它的磁场,这是一种围绕地球并延伸到太空深处的无形力场。

磁场是由行星核心内导电液态金属的运动自然产生的,它依赖于与条形磁铁相同的基本物理原理——只是在行星尺度上。

科学家将地球的磁“气泡”称为磁层,它向太空延伸数万英里。

虽然磁层是不可见的,但它可以被检测到,因为它会影响带电粒子并使指南针指向北方。

那么为什么地球有磁场而火星没有呢?地球之所以有这样的结构,是因为它是分层的——有固体内核、液体外核、岩石地幔和薄薄的地壳。

外核主要由熔融铁和镍组成,内部温度超过 5,000 摄氏度,使其保持熔融状态。

当热量从地球内部逸出时,会导致液态金属通过对流进行循环(类似于沸水)。然后,地球的自转扭曲并组织这些流动。

由于铁水可以导电,移动的金属会产生电流。

这些电流会产生磁场,这一过程称为地球发电机。只要地核保持熔融和对流,地球就会继续产生全球磁场。

磁场的重要性