不可思議的水星磁場(chǎng)

但凡有點(diǎn)常識(shí)的人都知道地球磁場(chǎng)的存在，可事實(shí)上在太陽(yáng)系中，除了地球之外，擁有全球性磁場(chǎng)的陸地行星只有一個(gè)、那就是最靠近太陽(yáng)的水星。與地球磁場(chǎng)類似，水星磁場(chǎng)在效果上相當(dāng)于一根處在水星核部位的巨大磁棒。半徑只有地球三分之一大的水星能夠擁有活躍的全球磁場(chǎng)本身已經(jīng)夠不可思議了，更關(guān)鍵的是水星磁場(chǎng)強(qiáng)度僅為地球磁場(chǎng)的1％，而這就是問(wèn)題所在——如此弱小的全球性磁場(chǎng)是如何維系的?

一直以來(lái)科學(xué)家們嘗試了多種模型實(shí)驗(yàn)，試圖給這個(gè)問(wèn)題提出解釋，但始終沒(méi)有能夠讓人信服的準(zhǔn)確說(shuō)法。近年來(lái)，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的科學(xué)家從水星核的物理結(jié)構(gòu)人手，逐漸揭開(kāi)了水星磁場(chǎng)的真相。首先，水星的核主要由鐵元素構(gòu)成，另外科學(xué)家認(rèn)為其中還含有部分硫元素，可以降低鐵的熔點(diǎn)，而這個(gè)特性在水星磁場(chǎng)的產(chǎn)生過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。在此基礎(chǔ)上，研究小組利用多項(xiàng)砧裝置模擬了水星核內(nèi)部的狀態(tài)，具體地說(shuō)就是鐵硫混合物在高溫高壓下的熔化現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)方法是將經(jīng)過(guò)高溫高壓處理的鐵硫混合物進(jìn)行快速淬火處理，然后再利用電子掃描顯微鏡和電子探針微量分析儀進(jìn)行分析。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的結(jié)果是：當(dāng)鐵硫混合物一分為二逐漸冷卻下來(lái)后，鐵原子首先濃縮成類似雪花形狀的立方晶體，并往下沉降，同時(shí)較輕的宮硫液體則往上遷移，從而形成對(duì)流。研究人員因此推測(cè)物質(zhì)密度差異所形成的對(duì)流，也可能驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)。形象地說(shuō)，相當(dāng)于水星核內(nèi)部在不斷飄“雪”，只不過(guò)這雪其實(shí)是鐵晶，而這成為了的水星弱磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力源頭。

研究人員還根據(jù)對(duì)流原理進(jìn)一步推測(cè)出，在水星核內(nèi)存在兩層“下雪區(qū)”，內(nèi)層在固態(tài)核心上方，外層則位于鐵核與地幔的邊界。其運(yùn)作機(jī)制在于：內(nèi)層雪區(qū)產(chǎn)生較強(qiáng)的偶極磁場(chǎng)，如同地球磁場(chǎng)；外層雪區(qū)產(chǎn)生的磁場(chǎng)則抵銷了從內(nèi)部延伸至地表的磁場(chǎng)。這種“飄雪式對(duì)流磁場(chǎng)”的發(fā)現(xiàn)對(duì)于其他天體的演變過(guò)程來(lái)說(shuō)有著重要的參考價(jià)值，我們可以猜想在宇宙中，為數(shù)眾多的不同天體深處都在飄著不同元素構(gòu)成的雪花，那是怎樣的一番奇異景象?

話說(shuō)回來(lái)，盡管人類對(duì)于太空的發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多，可是一直以來(lái)對(duì)于地球內(nèi)部的了解還只是停留在皮毛水平。想了解地球內(nèi)部，最直接的辦法就是鉆孔，可惜目前的鉆孔最深的也才12千米，而地殼的平均厚度就達(dá)37千米。這還沒(méi)什么，更讓人絕望的是地幔的厚度約為2900千米，地核的厚度約為3500千米，而且其高溫高壓的極端條件也遠(yuǎn)非目前的科技所能克服的。看來(lái)人類要想充分了解更深的地幔和地核，還遙遙無(wú)期。換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，探索宇宙對(duì)于目前程度的人類而言確實(shí)是一個(gè)更為有前途的選擇。