Olvadt lehet a Mars vasmagja

A korábbi feltételezésekkel ellentétben feltehetőleg még nem szilárdult meg a Mars magja, bár mágneses teret már nem generál napjainkban.

A hagyományos elgondolások alapján a vörös bolygó magja csak élete elején volt aktív és folyékony. Ekkor a benne zajló áramlások mágneses teret hoztak létre, amelynek nyoma a felszín anyagába rögzülve főleg az idős déli féltekén figyelhető meg, váltakozó polaritású kőzetsávok formájában. Amikor pedig a bolygó csekély belső hőforrásai miatt a teret generáló dinamóhatás leállt a magban, a globális mágneses tér is megszűnt.

Egy új elgondolás alapján azonban más lehet a helyzet. Andrew Stewart (Swiss Federal Institute of Technology, Zürich) és kollégáinak modellszámításai a korábbitól eltérő fejlődési utat prognosztizálnak a Mars belsejére. Laboratóriumban szimulálták a vörös bolygóban uralkodó viszonyokat. Ipari gyémántból készült kamrájukban 40 GPa-t, azaz a földfelszíni nyomás négyszázezerszeresét is képesek előállítani, amelyhez hasonló érték a Mars magában jellemző.

A kísérletek során a magban várható hőmérséklet és nyomásviszonyok közepette vizsgálták az anyag viselkedését. A hőmérsékletet 1500 K körül választották meg; a minta kémiai összetételénél azonban nagy bizonytalanság mutatkozott. A mag szilárd, avagy folyékony halmazállapota ugyanis erősen függ - kevéssé ismert - kéntartalmától.

Utóbbi durván a marsi meteoritok alapján becsülhető meg, de egyelőre inkább csak találgatni lehet, hogy a vörös bolygó magjában mennyi kén fordulhat elő. A vizsgálatokat ezért több, eltérő kéntartalomra végezték el. A mérések az esetek többségében - még a marsi meteoritok alapján minimálisan becsült 10,6 százalékos kéntartalom mellett is - alapvetően folyékony halmazállapotra utaltak, ami azt sejteti, hogy a bolygó magjában alig lehet szilárd anyag.

Mindez új megvilágításba helyezi a korai mágneses tér létének és mai hiányának kérdését. A számítások arra is rámutattak, a mágneses tér generálása nem csak attól függ, hogy folyékony vagy szilárd halmazállapotú-e a mag legnagyobb része. Az ősi mágneses tér megszűnését sem a mag megszilárdulása okozta mintegy 4 milliárd évvel ezelőtt a Marsnál. A Föld esetében a mágneses tér ma is generálódik; ennek fő kiváltói a mag folyékony külső részében zajló áramlások - ezeket pedig a mag centrumában lassan halmozódó szilárd belső rész képződésekor felszabaduló hő okozza. Ugyanakkor, ha a Marsnak ma sincs szilárd magja, akkor korábban sem lehetett. A kérdés tehát: mi hajtotta azt a kezdeti konvekciót, amely mágneses teret eredményezett? Talán a bolygó összeállásából visszamaradt hő okozta a jelenséget - de pontos válasz erre egyelőre nincsen.

Egy további érdekes jelenség is felszínre bukkant a számítások alapján: elképzelhető, hogy idővel szilárd fázis kezd kiválni a Mars ma is olvadt magjából. Erre feltehetőleg a külső rétegekben kerül sor, ahonnan a szilárd szemcsék lassan a centrumba süllyednek, megmozgatva az anyagot. Utóbbi folyamat során hő is felszabadul, amely a mozgással együtt mágneses teret generálhat, ez pedig akár újból beindíthatja a dinamóhatást, és ismét mágneses tér övezheti majd a bolygót. A felszabaduló hő a mag feletti köpenyben is aktív folyamatokat generálhat, ami időlegesen "felébresztheti" a bolygó vulkanikus és tektonikus aktivitását. Mindez természetesen csak elmélet, a bizonyítékokra egyelőre várnunk kell.

Kereszturi Ákos