最近时距离地球5500万公里的火星,一直被天文学家认为是人类在太阳系内移民的最佳星球,因为它几乎没有大气层,比金星更容易降落。

然而,火星并非一直如今天的模样。
在太阳系刚刚诞生的几亿年内,火星实际上与今天的地球相似,拥有浓密的大气层、磁场以及全球性的海洋和河流,甚至有可能孕育着生命和文明。
这些特征在39亿年前突然消失,大气层开始逐渐消散,地表水资源被蒸发殆尽,仅剩下两极区域的冰盖。
在5.5亿年前,我们的地球也曾失去了几乎全部的磁场。
整个地球的磁场强度在短时间内下降了90%,这一现象持续了1500万年。
如果这一趋势继续下去,地球大气层将会被太阳风吹散,地球可能会变成今天的火星。
幸运的是,这并没有发生。
根据测算,地球的磁场在5.5亿年前迅速减弱后,在很短的时间内恢复到了100%的水平。

太阳风没有来得及剥离地球大气,地球上的生命也没有受到太大的影响,生命继续演化。
然而,地球的磁场在5.5亿年前突然减弱?根据罗彻斯特大学的地质学家们的研究,5.5亿年前地球磁场的减弱是由于内地核发生了变化。
地球内部包含地壳、地幔和地核,其中地核分为外地核和内地核,外地核是密度极大的液态铁镍,内地核是密度极大的固态铁镍物质。
地球磁场的源头是外地核中液态铁镍流动产生的行星发电机效应。
5.5亿年前,地球的内部发生了变化。
当时,液态外地核和固态内地核尚未完全分隔,固态内核没有完全冷却成固态,因此它与液态外地核一起维持了地球的行星发电机效应。
然而,随着时间的推移,内地核的温度和压力逐渐达标,部分液态铁镍开始逐渐转化为固态。
这一转变意味着地球无法继续维持之前的行星发电机效应,从而导致地球磁场突然减弱了90%。

这一时期的地球也经历了寒武纪生物大爆发,但至今仍没有完全解释这一现象。
地球上的生命演化与磁场的变化密切相关。
磁场的变化可以引起地球环境的改变,从而影响生存条件。
科学家预测,由于现在地球的外地核与内地核已经完全分开,地球的磁场强度将继续保持在目前水平,直到地球内部完全冷却,外地核的液态铁镍彻底凝固。
因此,地球不会像火星一样失去磁场。
等到那个时候,人类文明可能已经离开地球,或者甚至离开太阳系。
地球的未来将会有新的挑战和发现等待着。
如果任务成功,这将是人类首次从火星及其卫星采集样本并带回地球进行实验室分析。
该项目名为“火星卫星探测”(MMX)的任务,由日本宇宙航空研究开发机构主导,探测器预计将于2027年8月抵达火卫一。
科学家希望借助该项任务,解开火星两颗卫星的形成之谜。
英国自然历史博物馆教授萨拉·拉奎尔是MMX任务样本分析团队的副负责人。
她表示,此前还没有任何航天项目成功从火卫一采集样本并将其带回地球。
“我认为,这是一项极具野心且充满乐趣的任务。
” 太阳系内侧只有三颗天然卫星:地球的卫星月球,以及火星的两颗卫星:火卫一和火卫二。
火星卫星的体积都很小,火卫一的直径约为20公里,火卫二的直径约为10公里。
外形也不规则,看起来有些像太空土豆。
MMX探测器将先对火卫二进行观测,随后把重点转向火卫一。
任务团队计划先投放一辆小型探测车来勘察地形,但这并非易事。
拉奎尔解释说,此前人类从未在体积如此小的卫星上成功部署探测车。
“火卫一自身的引力非常微弱,它紧邻引力强大的火星,火星的引力会增加探测车着陆的难度。
”她解释说。
完成地形勘察后,MMX探测器将确定在火卫一上着陆的地点,再利用机械臂和两套采样装置进行取样。
这些样本将被装入一个小型太空舱,该太空舱预计于2031年返回地球,降落在澳大利亚南部的伍默拉沙漠。
此次任务计划带回的样本总量仅10克。
“样本量实际上很小。
”英国莱斯特大学研究人员克里萨·阿夫德利杜称,“但即使是只有一颗微粒,也足以开展多项研究。
科学家不需要带回数公斤的材料才能进行科学分析,因此取得的每一克样本都物有所值。
” 科学家希望,这些样本能够最终解开火星两颗卫星的起源之谜。
学界目前主要存在两种假说。
一种观点认为,在火星形成初期,一颗小行星或其他天体撞击了火星,撞击产生的碎片最终形成了火卫一和火卫二。
另一种观点则认为,这两颗卫星原本来自太阳系外围的游荡小行星,后来被火星的引力捕获。
“当我们拿到样本后,我们将详细分析其化学成分和矿物组成,再将假设对应的样本特征存在明显差异。
”拉奎尔并表示,“应该很快就能判断……哪一种假说更符合实际情况。
我们很快就会得出结论。
” 研究团队还期待,这次任务能够带来一个额外的惊喜:样本中可能包含来自火星本身的物质。
“令人感到十分兴奋的是,火卫一距离火星表面非常近,当其他天体撞击火星时,撞击产生的部分微小颗粒可能会飞溅出来,并随着落在火卫一上。
”拉奎尔指出,“这意味着探测器采集的样本中可能不仅有火卫一自身的物质,还包含来自火星的颗粒。
这将为研究火星的物质组成和演化历史提供直接证据。
” 将火星物质带回地球,一直是行星科学领域的重要目标。
美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”火星车自2021年以来一直在火星表面开展探测,并将采集到的样本封存在专用容器中。
然而,由于美国会停止拨款,原计划由美国国家航空航天局和欧洲航天局联合实施的火星样本取回任务最终被取消。
与此同时,中国也正计划开展火星采样返回任务,航天器预计于2028年发射,力争在2031年将火星样本带回地球。
事实上,地球上已经存在一些来自火星的物质,它们以火星陨石的形式留存下来。
这些陨石原本属于火星,在小行星等天体撞击火星时被抛射到太空,随后飞向地球。
不过,火星陨石十分稀少,而且一旦抵达地球,就会受到地球环境的污染,与空气、尘埃、土壤和水发生接触。
因此科学家非常希望能获取到直接从火星及其卫星表面采集的样本,因为这些样本可以最大限度地保留其原始状态。
(本文来自张朝阳的英语课,更多国际新闻,欢迎关注搜狐视频关注流张朝阳的英语课)
该探测器将对火星的卫星“火卫一”进行详细观测,并采样返回地球。
探测器将用约一年时间飞抵火星附近,进入环绕火星的“准卫星轨道”。
在环绕火星运行期间,探测器将对“火卫一”进行详细观测,调查“火卫一”上几十个地点的地形、化学组成等,并确定在“火卫一”上着陆的地点。
此后,探测器将尝试在“火卫一”着陆并采集10克以上的卫星表面砂子和岩石样本。
按计划,探测器将于2030年开始返程,并于2031年带着样本回到地球。
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