為什麼金星沒有磁場?科學家認為它沒有挨過撞
金星是太陽系中離太陽第二近的行星。它的大小,質量和岩石組成方面都與我們所在的地球非常接近,但在很多方面又大為不同。例如,金星有一個緻密的大氣層,裡面含有非常豐富的二氧化碳,它導致了失控的溫室效應,讓金星的表面溫度升高到大約460攝氏度。
地球和金星的大小非常接近
另一個顯著的差異來自磁場。地球具有強大的磁場,它讓來自太陽的高能帶電粒子偏轉,從而防止了我們的大氣層被太陽風剝離,也減少了帶電的輻射對地球上的生物的損害。然而,金星並沒有磁場。
地球磁場保護了大氣層不受太陽風的侵蝕
這看起來很難解釋,根據金星的密度來看,它必須有一個至少部分熔化的富含鐵元素的內核。地球的磁場來源於其內部鐵核心的外層液體部分的流動,難道說金星的長達243天的自轉周期抑制了其內部的液體流動?當然不會這麼簡單,科學家認為,要在核心產生對流,需要地幔部分能夠從核心提取熱量。金星缺乏地球上那種標誌性的板塊構造,沒有上升和下沉的板塊以傳送帶方式從核心深處傳送熱量。在過去二十年內,科學家普遍認為,由於金星的地幔過熱,因此從核心深處提取熱量速度過慢,這不足以驅動對流,從而也就沒有磁場。
金星沒有磁場,因此太陽風對其影響很大
現在有科學家提出一個新的想法,從一個全新的角度來解決問題。美國西北大學的Seth Jacobson及其同事認為,由於地球曾經受過災難性的碰撞,這個碰撞導致了月球的誕生以及磁場的產生,而金星則沒有在關鍵時刻被撞過,所以它沒有磁場。
Jacobson等人模擬了太陽系早期的岩石行星的形成過程。這些行星早期都處於熔融狀態,從而大質量的鐵、鎳等元素下沉,形成鐵心。隨著行星捕獲越來越多的物質,更多重元素下沉,並帶下來了一些較輕的元素。隨著時間的推移,這些熱的熔融核心形成了幾個不同成分的穩定層,就像洋蔥一樣。每一層之間的熱量流動相當緩慢,從而無法形成磁場所需要的強大對流。他們認為,金星很可能就是這樣,因此沒有磁場。
金星的可能內部結構
與此同時,由於地球在形成這個洋蔥層結構的過程中遭受了劇烈撞擊,形成了月球,內部的結構也遭到了破壞,讓更大範圍內的物質混合在一起。這種混合導致核心外層形成整體的對流,並迅速將熱量帶入地幔。 地幔內產生板塊構造,並將熱量傳遞到地表。對流的核心創造地球上強大的全球磁場。
地球早期遭受撞擊的藝術想像圖
當然,目前還不清楚這些所形成的層狀結構的穩定性如何,這是科學家們下一步的研究目標。


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