Pesquisa magnética terrestre em Marte pelo rover Zhurong

Jul 21, 2023

Astronomia da Natureza (2023)Cite este artigo

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Detalhes das métricas

O campo magnético de Marte foi medido em grande escala por naves espaciais em órbita e em escala muito pequena através de meteoritos marcianos. Aqui relatamos um levantamento magnético terrestre em escalas de metro a quilômetro. O rover Zhurong fez medições vetoriais em 16 locais ao longo de uma trilha de 1.089 m na Bacia Utopia, em Marte. Registou um campo magnético extremamente fraco, com uma intensidade média inferior à inferida da órbita, em contraste com o grande campo magnético em Elysium Planitia medido pelo InSight. Uma medição de espaçonave amostra uma área com raio comparável à sua altitude, enquanto uma medição terrestre amostra uma área com raio comparável à profundidade do corpo magnetizado. O fraco campo magnético medido por Zhurong não indica anomalias de magnetização numa profundidade de muitos quilómetros à volta e abaixo da travessia do rover. Sugerimos duas explicações possíveis para o campo magnético fraco: toda a Bacia Utopia pode ter permanecido não magnetizada desde a sua formação há cerca de 4 mil milhões de anos ou que a cratera fantasma com um raio de 5 km onde Zhurong aterrou pode ter sido desmagnetizada pelo impacto.

As medições dos campos magnéticos da crosta terrestre dos planetas terrestres fornecem informações cruciais sobre a história do seu dínamo central e a evolução térmica interior. Ao contrário da Terra, descobriu-se que Marte não tem hoje nenhum campo magnético global, mas sim uma magnetização crustal heterogénea e localmente forte, indicando a existência de um antigo dínamo1. Pesquisas magnéticas investigam o magnetismo da crosta terrestre em escalas de comprimento comparáveis ​​à distância, ou altitude, da fonte2. A sonda Mars Global Surveyor mapeou o campo magnético de Marte globalmente a 185 km (apenas magnitude)3 e 400 km (campo vetorial), embora localmente tão baixo quanto 90 km (ref. 4) mostrando campos magnéticos de até 1.500 nT. A espaçonave Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) estendeu o mapeamento do campo magnético vetorial global até 150 km (refs. 5,6). No outro extremo do espectro, análises paleomagnéticas de amostras de um meteorito marciano (ALH84001) revelaram evidências do antigo campo magnético em escalas de comprimento muito pequenas (~1 mm), apoiando a operação de um dínamo marciano antigo antes de 4,1 Ga ou possivelmente 3,9 Ga (ref. 7). No entanto, a origem da magnetização da crosta marciana e a história e atributos do antigo dínamo permanecem tópicos de interesse ativo. Muitas das questões-chave pendentes requerem novos conjuntos de dados regionais de alta resolução, tais como medições de campos magnéticos locais8. O magnetômetro fluxgate (IFG) InSight da NASA mediu o campo magnético ao nível do solo em um único local de pouso9. A intensidade magnética da superfície (~2.000 nT) medida pelo IFG é muito alta pelo padrão de um campo crustal terrestre (tipicamente <200 nT)10, mas pode ser explicada por variações naturais na mineralogia e/ou na litosfera espessa de Marte. Levantamentos regionais em escala de metro a quilômetro são particularmente críticos para investigar as características das mineralogias magnéticas subterrâneas, bem como das estruturas geológicas. Isto pode, por sua vez, restringir o timing e a evolução do dínamo marciano8. O que falta até agora são medições magnéticas na escala de comprimento mais úteis para geólogos e garimpeiros geofísicos, ou seja, o levantamento terrestre em escala quilométrica.

O rover Zhurong pousou no sul da Bacia de Utopia (Fig. 1) em 15 de maio de 2021 e realizou uma pesquisa magnética 3 meses após o pouso. A carga científica do Mars Rover Magnetometer (RoMAG) 11 a bordo do rover Zhurong consiste em dois magnetômetros fluxgate triaxiais idênticos (Fig. 2a) com uma faixa dinâmica de ± 65.000 nT, um nível de ruído de 0,01 nT / √Hz a 1 Hz. Um é montado no mastro e o outro na intersecção do mastro e do convés do rover. O fluxgate superior pode girar em torno de um eixo vertical. O campo magnético horizontal associado ao rover é removido girando o fluxgate superior enquanto mantém o inferior fixo e repetindo o processo com o rover apontando em diferentes direções. Deve-se notar, entretanto, que não é possível calibrar a componente vertical desta forma, portanto apenas as componentes horizontais são discutidas neste artigo.