화성에는 왜 자기장이 없는건가요??

Question

화성은 지구와 제일 비슷한 환경의 태양계행성인데 자기장은 없다고 하더라구요.

자기장이 없으면 결국 지구와 같은 대기를 가질 수 없다고 하는데 왜 화성은 자기장이 없는 건가요?

Answer 1

안녕하세요.

화성도 자기장이 있습니다.

지구에 비해 미약할 뿐이죠.

지구는 금속으로 이뤄진 내핵과 외핵이 돌면서 강한 자기장이 형성되고

화성은 지질 활동이 멈춰서 자기장이 약합니다.

이유는 아직 밝혀지지 않은걸로 알고있어요.

Answer 2

안녕하세요. 전영재 과학전문가입니다.

화성에 더 이상 자기장이 존재하지 않는 이유는 행성 코어에서 대류(convection)가 멈췄기 때문입니다.

화성에도 약 40억년 전까지는 자기장이 존재했었다고 알려져있습니다. 간단히 행성에서 자기장이 생성되는 원리는 코어의 냉각(cooling)과 결정화(crystalization) 과정에서 그 주변의 액체 상태의 철(iron)을 섞어서 만들어지는 전류 때문입니다. 그러니까 자기장이 만들어 지려면 전류가 만들어져야되고 전류가 만들어지려면 행성 코어에서 대류가 발생해야합니다. 대류가 발생하려면(막 섞이려면) 구성 물질의 밀도, 온도, 압력 등의 차이가 있어야됩니다. 그런데 화성에서는 대류가 멈췄다고 볼 수 있는데, 참고 논문에 따르면, 그 이유는 밀도가 높고 잘 섞이지 않는(immiscible) 물질이 다른 물질과 계속 섞이지 않고, 코어 바깥쪽으로 이동하거나 하지않고, 코어 중심에 머무르면서 점점 바깥쪽으로 쌓여서 안정적인 계층(stratification)을 만들어서 이것이 대류를 멈춰버리지 않았을까라고 설명하고 있습니다.

참고 논문의 그림3을 보시면 더 자세한 설명이 나와있습니다.

도움이 되셨길 바랍니다.

감사합니다.

참고

[1] https://www.nature.com/articles/s41467-022-28274-z