火星環境惡劣竟是因為磁場，天問一號或能揭開這層面紗

火星和地球之間存在很多相似的地方，比如一天的長度，以及四季的更替等等。並且在數億年以前，火星曾有過一個厚且溫暖的大氣層，並且地表有液態水流動，甚至可能存在過生命，這說明那時候的火星環境可能與現在的地球環境極其相似。

可以這麼說，放眼整個太陽系，再也找不出第二個有這麼像地球的行星了。這也能說明在我們的小說、電影甚至音樂等流行文化中，提到外星人的具體形象，最常見的往往是「火星人」。

火星為何如此荒涼？

但是我們現在看到的火星氣候卻非常惡劣。火星表面的平均溫度大約為-55℃，冬夏溫差巨大，夏季白天溫度可達27℃，冬季夜晚溫度低到-133℃。那麼為什麼火星會從氣候接近地球變成如今這個樣子呢？簡單來說，就是因為火星上的磁場發生巨變，導致火星失去了最重要的保護層，讓它飽受太陽風暴的危害，並最終危及整個火星的氣候。

在火星形成後的一億年間，它的球極磁場發生改變，全球磁場消失，僅在其表面零碎分布一些局部性殘餘磁場。像地球一樣，火星的磁場被認為是其地核內部活動產生的發電機效應的結果。當地核中的液態外核環繞在固態外核周圍時，發電就會產生，環繞的方向與火星自轉的方向相反。

不幸的是，磁場的消失導致火星的大氣層隨著時間的推移逐漸被剝落，大氣層變得像今天一樣薄。這讓火星表面缺乏地球那樣的保護，宇宙中的太陽風暴可以輕易帶走火星表面的物質，並且太陽風暴中快速移動的粒子裡（大多都是質子），以一百萬邁的驚人的速度（447,000m/s，大約是光速的0.15%）撞擊著這顆紅色行星，使得火星地面輻射嚴重，環境惡劣。 ​

火星上的磁場數據大部分都是由火星全球勘測衛星（MGS）收集而來的，它在1999年至2006年間圍繞這顆紅色星球的軌道運行。它的繼任者——馬文號在2014年開始圍繞火星軌道運轉，它在距離火星地表135公裡(84英裡)的距離運作開始，能夠接受到火星釋放的微弱磁場信號。馬文號的新數據使科學家們發現，火星上的盧卡斯平原上熔巖流的磁場，這個熔巖形成於37億年前，熔巖流展示了火星磁場的證據。這說明火星磁場仍然存在的時間比其他地區先前提出時間要持續的更久。

火星的磁場為何消失了？

那麼為什麼地球的「孿生兄弟」火星的磁場會消失呢？這主要是因為火星比地球小，大概只有地球的四分之一。在行星形成時期，火星獲取到的熱能，化學能就比地球要少，這就使得火星的地核比地球的更早冷卻，所以火星磁場會比地球磁場提前消退。不過地球上的磁場沒有展現出任何立即停止的跡象。它的核心能量可能會翻轉和轉變，南北極也可能對調，但是這一點至少發生在幾億年之後。

天問一號欲探火星磁場

此次中國的天問一號火星探測任務包括環繞器、進入艙（著陸架）和火星車。環繞器和火星車均可開展探測，環繞器攜帶7臺科學儀器，包括高解析度相機、礦物光譜分析儀、磁強計、次表層雷達等；火星車攜帶6臺儀器，包括多光譜相機、表面成分探測儀、氣象測量儀等。

為了獲取火星空間磁場環境高精度數據，便需要利用環繞器上的磁強計和火星車表面磁場探測儀。環繞器磁強計與火星車表面磁場探測儀相互配合，探測研究火星空間磁場，反演火星電離層發電機電流，研究火星電離層電導率等特性，從而實現從火星表面到近火空間的大氣、電離層和磁場的全面探測。

探索星空是人類一直以來孜孜不倦追求的夢想，人類探測火星60年然而只有一半的探測計劃成功。這充分說明造訪火星是一個高風險，卻是代表著人類最美麗最絢爛航天夢想的存在。天問一號，一次實現「繞、落、巡」的工程目標和五大科學目標，也必將是極大的挑戰。相信隨著天問一號到達火星之後，會傳來越來越多的有用數據，助力中國科學家們揭開火星磁場的神秘面紗。