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新研究表明，水星古老的磁極距離今天磁極的位置很遠，這意味著它的磁場和地球一樣，隨著時間的推移而變化。有些行星有金屬液核，科學家普遍認為，行星的磁場來自其金屬核心的流體運動。磁場產生了環繞行星的磁層，地球的磁層阻擋了大量的宇宙和太陽輻射，使生命得以存在。水星是太陽系中除地球之外另一個其熔融核心能夠產生磁場的行星。發表在AGU《地球物理研究期刊》上的新研究中：發現水星的古老磁極，稱為古極，在它的過去發生了變化。
這項新的研究還表明，水星的磁「遺產」可能比之前認為的更複雜。研究其他行星的磁場有助於科學家了解磁場如何演變，包括在地球上。觀察其他金屬核心的行為有助於科學家更好地了解太陽系中行星的初始形成和隨後的成熟成長。這項研究的主要作者、歐洲航天局位於荷蘭諾德維克的歐洲空間研究和技術中心天體物理學家Joana S.Oliveira說：科學家們知道水星是隨著時間的推移而演化，但不能確定它是如何形成的。
磁場變化並不是水星所特有，地球的磁北極每年大約漂移55-60公裡(34-37英裡)，而磁南極漂移大約10-15公裡(6-9英裡)，在45億年的時間裡，磁方向已經翻轉了100多次。科學家們利用巖石來研究行星的磁場如何演變，由冷卻的熔巖產生火成巖，可以保存一份記錄，記錄磁場在巖石冷卻時的樣子，假設它們持有磁性材料。巖石的冷卻磁性物質與核心磁場一致。這個過程被稱為熱動磁化，地質學家分析火成巖，確定地球上最後一次磁場翻轉大約是在78萬年前。
利用行星考古揭示水星的磁史
地球和月球是科學家對行星體磁極變化的唯一案例研究，因為沒有來自其他行星的巖石樣本。如果想從過去找到線索，做一種磁場的考古，那麼巖石需要被更熱的磁化。研究了水星現在的磁場，但如果沒有低空觀測，就沒有辦法研究地殼磁場。在2015年，信使號宇宙飛船開始下降到水星表面，它在下降過程中收集了三個月關於水星的低空信息。其中一些信息揭示了水星地殼磁化的細節。這項新研究檢查了這些不同的地殼區域，以推斷水星古老的核心磁結構。
有幾種行星的演化模型，但沒有人利用地殼磁場來獲得行星的演化。信使號下降路徑上的低空數據探測到了古老隕石坑，這些隕石坑磁性特徵與信使號觀察到的大部分地區不同。研究人員認為，這些隕石坑大約形成於41億到38億年前，可能掌握著有關水星磁場古極點的線索。隕石坑更有可能有更熱的磁化巖石，在它們形成的過程中，撞擊產生的能量導致地面熔化，使磁性材料有機會與行星當前的磁場重新調整。當這種材料凝固時，它就像時間的快照一樣保持著行星磁場的方向和位置。
研究人員使用了來自五個具有磁性不規則隕石坑的太空飛行器觀測結果，發現這些隕石坑是在一個與今天磁場方向不同的時期形成。根據隕石坑數據模擬了水星的古磁場，以估計水星古磁場古極點的潛在位置。信使號在任務的最後期間經過和記錄的區域有限，因此科學家只能使用來自北半球部分地區的飛行測量。研究人員發現，水星古老的磁極距離目前的地理南極很遠，而且可能會隨著時間的推移而發生變化，這是出乎意料的。
研究人員預計兩極會聚集在離水星自轉軸更近的兩個點上，分別位於行星的地理南北兩個位置。然而，極點是隨機分布的，並且都是在南半球發現。磁場古極點與水星目前的磁北極或地理南極並不一致，這表明水星的偶極磁場已經移動。這些結果強化了水星磁演化非常不同於地球甚至太陽系中其他行星的理論。同時，水星可能已經沿著軸線移動了，這一事件被稱為真正的極地漂移，北極和南極的地理位置發生了變化。
博科園｜研究/來自：美國地球物理聯盟參考期刊《地球物理研究期刊》DOI: 10.1029/2019JE005938博科園｜科學、科技、科研、科普