Ядро Земли создает эффект магнето, генерирующий магнитные поля. Жар внутреннего ядра передается во внешнее, из-за чего возникают конвективные течения, которые зависят от движения планеты, внутреннего ядра и эффекта Кориолиса. Все вместе это поддерживает магнитосферу Земли, которая окружает ее, как защитная оболочка, отклоняя солнечные ветра. Считается, что на других планетах магнитосферы работают аналогичным образом. Но не на Марсе.

Хотя внутреннее строение Марса еще не известно ученым, данные исследования метеоритов подсказывают, что его ядро состоит из расплавленного железа с серой. Более того, сейсмические данные зонда InSight указывают, что ядро планеты больше и менее плотное, чем считалось прежде. Возможно, из-за присутствия более легких элементов вроде водорода, пишет Universe Today.

Предыдущие исследования моделировали поведение планеты при различной температуре и давлении, но до сих пор почти не принимали в расчет водород. Но если данные InSight верны, водород в ядре мог сыграть важную роль в коллапсе магнитного поля Марса.

Исследователи подготовили образец, совпадающий по строению с ядром Марса. Он содержал железо, серу и водород. И поместили его на алмазную наковальню, которая подвергла образец давлению в сотни гигапаскалей. Тем временем лазер нагревал материал, моделируя температуру ядра планеты.

Как только температура и давление достигли больших значений, исследователи начали наблюдать плавление образца, а также изменение его состава. Гомогенное вначале ядро начало делиться на две отдельные жидкости с таким высоким уровнем сложности, который прежде при таком давлении не наблюдали. Один вид жидкости был богат серой, другой — водородом, и это ключ к пониманию зарождения и гибели магнитного поля Марса, считают ученые.

Разделившись, более плотные жидкости остались в более глубокой части ядра, а более легкие мигрировали наверх и смешались с внешними жидкими слоями, запустив конвекцию марсианского ядра. Однако в то же время из-за присутствия двух видов жидкости все ядро стало неоднородным, и конвекция прекратилась. Это произошло примерно 4 млрд лет назад.

Как только началось отделение жидкостей, Марс был обречен. Магнетизм прекратился, исчезли атмосфера и вода. Не ясно, сколько времени на это ушло, но результат известен — Марс стал мертвой планетой.

На заре существования Солнечной системы в ней царил хаос, и молодому Марсу крепко доставалось от планетизмалей, небольших протопланет диаметром до 2000 км. Американские ученые смоделировали этот процесс и установили, что первичное формирование Марса продолжалось до 20 млн лет.