How Mars Lost Its Magnetic Field: कैसे मंगल ने अपना चुंबकीय क्षेत्र और फिर अपना महासागर खो दिया?
मंगल के कोर के अंदर रासायनिक परिवर्तनों के कारण इसका चुंबकीय क्षेत्र ख़त्म हो गया। इसके परिणामस्वरूप, इसके महासागरों को खोना पड़ा। आख़िर कैसे?
मंगल की सतह बंजर और सूखी है, वहाँ जो थोड़ा पानी है वह हिमखंडों में बंधा हुआ है या शायद सतह के नीचे मौजूद है। लेकिन अगर आप सतह को करीब से देखेंगे, तो आप देखेंगे कि तटरेखाएं या घाटियां कैसी दिखती हैं, जहां एक बार बड़े पैमाने पर बाढ़ आई थी।
अरबों साल पहले, मंगल का वातावरण सघन और हवा थोड़ी गर्म रही होगी। पृथ्वी पर नदी डेल्टा के समान मंगल पर मौजूद डेल्टाओं को देखकर, कुछ लोगों ने सुझाव दिया है कि महासागर आंशिक रूप से ग्रह को कवर करते थे। अन्य लोगों ने मंगल ग्रह के उल्कापिंडों की संरचना को देखा है, जो दिखा सकता है कि आज मंगल ग्रह की रसायन विज्ञान अरबों साल पहले ग्रह की तुलना में कैसा दिखता था। साक्ष्य की दोनों पंक्तियों से पता चलता है कि लगभग चार अरब साल पहले, मंगल का उत्तरी गोलार्ध एक विशाल महासागर से ढका हुआ था।
आज ये सागर सिर्फ एक याद बनकर रह गया है. टोक्यो विश्वविद्यालय के नेतृत्व में और 2022 में नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित शोध एक कारण बताता है: अरबों साल पहले, मंगल ने अपना चुंबकीय क्षेत्र खो दिया था। चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रदान की गई सुरक्षा के बिना, वायुमंडल छीन लिया गया, और अंततः, महासागर वाष्पित हो गए क्योंकि वायुमंडल में जल वाष्प अंतरिक्ष में खो गया था।
चुंबकीय क्षेत्र और महासागर
सौरमंडल एक कठोर स्थान है। हमारा जीवन देने वाला सूर्य जीवन छीन भी सकता है। सूर्य भारी मात्रा में विकिरण उत्पन्न करता है – यदि यह हमारे चुंबकीय क्षेत्र के सुरक्षात्मक प्रभाव के लिए नहीं होता – तो हमारे ग्रह को भून देता। चुंबकीय क्षेत्र के बिना, सौर हवा हमारे वायुमंडल को छीन लेगी, और महासागर वाष्पित हो जाएंगे और अंतरिक्ष में खो जाएंगे। दूसरे शब्दों में, पृथ्वी का अंत मंगल ग्रह की तरह हो जाएगा।
पृथ्वी हमारे सौर मंडल के चट्टानी ग्रहों में से एकमात्र ऐसा ग्रह है जिसका चुंबकीय क्षेत्र मजबूत है। इसकी उपस्थिति संभवतः एक प्रमुख कारण है कि मंगल और पृथ्वी इतने अलग क्यों हैं। लेकिन अरबों साल पहले मंगल ग्रह पर भी एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र था। तो क्या हुआ?
कैसे मंगल ने अपना चुंबकीय क्षेत्र और महासागर खो दिए?
जांच के लिए, टोक्यो विश्वविद्यालय के शुनपेई योकू के नेतृत्व में एक टीम ने पृथ्वी पर एक प्रयोगशाला में मंगल ग्रह के मूल भाग का अनुकरण किया। टीम ने लोहे, सल्फर और हाइड्रोजन के मिश्रण का उपयोग करके एक सामग्री बनाई, जिसके बारे में माना जाता है कि यह मंगल ग्रह के मूल में मौजूद है।
सल्फर संभवतः कोर में है, क्योंकि मंगल ग्रह के उल्कापिंडों (जो क्रस्ट और मेंटल का नमूना लेते हैं) में आमतौर पर सल्फर के साथ पाए जाने वाले कई तत्व नहीं होते हैं। कोर में हाइड्रोजन प्रचुर मात्रा में हो सकता है क्योंकि मंगल ग्रह हमारे सौर मंडल में “बर्फ रेखा” के करीब है, जहां ग्रह के निर्माण के दौरान पानी की बर्फ प्रचुर मात्रा में थी। योकू ने बिग थिंक को बताया, “हम उचित रूप से यह मान सकते हैं कि यह [कोर] Fe-S-H तरल है, लेकिन आगे के मार्सक्वेक (मंगल ग्रह के भूकंप) अवलोकनों द्वारा इसे सत्यापित करने की आवश्यकता है।” “नासा का चल रहा इनसाइट मिशन निकट भविष्य में हमें और अधिक बता सकता है।”
इसके बाद टीम ने इस लोहे, सल्फर और हाइड्रोजन के मिश्रण को दो हीरों के बीच रखा और एक चट्टानी ग्रह के कोर के भीतर मौजूद उच्च तापमान और दबाव का अनुकरण करते हुए इसे लेजर से गर्म किया। सामग्री दो अलग-अलग तरल पदार्थों में विभाजित हो गई – एक लौह और सल्फर के साथ, दूसरा लौह और हाइड्रोजन के साथ। चूँकि हाइड्रोजन युक्त द्रव कम सघन था, इसलिए वह ऊपर उठ गया। और जैसे ही तरल पदार्थ अलग हुए, संवहन धाराएं बनीं।
यह वैसा ही है जैसा मंगल ग्रह के प्रारंभिक इतिहास में हुआ होगा। जैसे ही सल्फर हाइड्रोजन से अलग होगा लौह-सल्फर-हाइड्रोजन तरल संवहन धाराएं बनाएगा। इन धाराओं ने ग्रह के चारों ओर एक सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण किया होगा। लेकिन ऐसी धाराएँ अल्पकालिक होती हैं। जैसे ही दोनों तरल पदार्थ पूरी तरह से अलग हो जाएंगे, धाराएं बंद हो जाएंगी और चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाएगा। अंततः, वायुमंडल ख़त्म हो जाएगा और महासागर गायब हो जाएंगे।
पृथ्वी के कोर में समान भौतिकी
लौह-सल्फर और लौह-हाइड्रोजन तरल पदार्थों का यह पृथक्करण पृथ्वी के भीतर भी देखा जाता है, लेकिन एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: तापमान।
योकू ने बिग थिंक को बताया, “पृथ्वी के कोर का तापमान (~6,740°F) मंगल के कोर की तुलना में बहुत अधिक है।” इन उच्च तापमानों पर, लौह-सल्फर और लौह-हाइड्रोजन तरल पदार्थ एक साथ मिल जाते हैं। हालाँकि, हम कोर में स्तरीकरण को अधिक देखते हैं, जहाँ तापमान कम होता है। योकू ने कहा, “यही कारण है कि पृथ्वी का कोर केवल उसके शीर्ष पर स्तरीकृत है, जबकि मंगल का कोर पूरी तरह से स्तरीकृत है।” “पृथ्वी के कोर को पूरी तरह से स्तरीकृत होने में बहुत लंबा समय (जैसे एक अरब वर्ष) लगना चाहिए।”
दूसरे शब्दों में, हमारे पास समय है।
हालाँकि, इन परिणामों का रहने योग्य एक्सोप्लैनेट की खोज पर प्रभाव पड़ता है। यह निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक आम मीट्रिक है कि क्या एक एक्स्ट्रासोलर ग्रह जीवन की मेजबानी कर सकता है या नहीं, ऐसे स्थान पर सतह पर तरल पानी की उपस्थिति है जो न तो बहुत ठंडा है और न ही बहुत गर्म है। लेकिन शायद एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र यह निर्धारित करने के लिए एक और महत्वपूर्ण मीट्रिक होना चाहिए कि ग्रह अपने पानी पर पकड़ बना सकता है या नहीं। और यह बहुत अच्छी तरह से हो सकता है कि पृथ्वी जितना मजबूत चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांड में अपेक्षाकृत दुर्लभ है।