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新研究表明，水星古老的磁极距离今天磁极的位置很远，这意味着它的磁场和地球一样，随着时间的推移而变化。有些行星有金属液核，科学家普遍认为，行星的磁场来自其金属核心的流体运动。磁场产生了环绕行星的磁层，地球的磁层阻挡了大量的宇宙和太阳辐射，使生命得以存在。水星是太阳系中除地球之外另一个其熔融核心能够产生磁场的行星。发表在AGU《地球物理研究期刊》上的新研究中：发现水星的古老磁极，称为古极，在它的过去发生了变化。
这项新的研究还表明，水星的磁“遗产”可能比之前认为的更复杂。研究其他行星的磁场有助于科学家了解磁场如何演变，包括在地球上。观察其他金属核心的行为有助于科学家更好地了解太阳系中行星的初始形成和随后的成熟成长。这项研究的主要作者、欧洲航天局位于荷兰诺德维克的欧洲空间研究和技术中心天体物理学家Joana S.Oliveira说：科学家们知道水星是随着时间的推移而演化，但不能确定它是如何形成的。
磁场变化并不是水星所特有，地球的磁北极每年大约漂移55-60公里(34-37英里)，而磁南极漂移大约10-15公里(6-9英里)，在45亿年的时间里，磁方向已经翻转了100多次。科学家们利用岩石来研究行星的磁场如何演变，由冷却的熔岩产生火成岩，可以保存一份记录，记录磁场在岩石冷却时的样子，假设它们持有磁性材料。岩石的冷却磁性物质与核心磁场一致。这个过程被称为热动磁化，地质学家分析火成岩，确定地球上最后一次磁场翻转大约是在78万年前。
利用行星考古揭示水星的磁史
地球和月球是科学家对行星体磁极变化的唯一案例研究，因为没有来自其他行星的岩石样本。如果想从过去找到线索，做一种磁场的考古，那么岩石需要被更热的磁化。研究了水星现在的磁场，但如果没有低空观测，就没有办法研究地壳磁场。在2015年，信使号宇宙飞船开始下降到水星表面，它在下降过程中收集了三个月关于水星的低空信息。其中一些信息揭示了水星地壳磁化的细节。这项新研究检查了这些不同的地壳区域，以推断水星古老的核心磁结构。
有几种行星的演化模型，但没有人利用地壳磁场来获得行星的演化。信使号下降路径上的低空数据探测到了古老陨石坑，这些陨石坑磁性特征与信使号观察到的大部分地区不同。研究人员认为，这些陨石坑大约形成于41亿到38亿年前，可能掌握着有关水星磁场古极点的线索。陨石坑更有可能有更热的磁化岩石，在它们形成的过程中，撞击产生的能量导致地面熔化，使磁性材料有机会与行星当前的磁场重新调整。当这种材料凝固时，它就像时间的快照一样保持着行星磁场的方向和位置。
研究人员使用了来自五个具有磁性不规则陨石坑的航天器观测结果，发现这些陨石坑是在一个与今天磁场方向不同的时期形成。根据陨石坑数据模拟了水星的古磁场，以估计水星古磁场古极点的潜在位置。信使号在任务的最后期间经过和记录的区域有限，因此科学家只能使用来自北半球部分地区的飞行测量。研究人员发现，水星古老的磁极距离目前的地理南极很远，而且可能会随着时间的推移而发生变化，这是出乎意料的。
研究人员预计两极会聚集在离水星自转轴更近的两个点上，分别位于行星的地理南北两个位置。然而，极点是随机分布的，并且都是在南半球发现。磁场古极点与水星目前的磁北极或地理南极并不一致，这表明水星的偶极磁场已经移动。这些结果强化了水星磁演化非常不同于地球甚至太阳系中其他行星的理论。同时，水星可能已经沿着轴线移动了，这一事件被称为真正的极地漂移，北极和南极的地理位置发生了变化。
博科园｜研究/来自：美国地球物理联盟
参考期刊《地球物理研究期刊》
DOI: 10.1029/2019JE005938
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