不可思議的水星磁場

但凡有點常識的人都知道地球磁場的存在，可事實上在太陽系中，除了地球之外，擁有全球性磁場的陸地行星只有一個、那就是最靠近太陽的水星。與地球磁場類似，水星磁場在效果上相當于一根處在水星核部位的巨大磁棒。半徑只有地球三分之一大的水星能夠擁有活躍的全球磁場本身已經夠不可思議了，更關鍵的是水星磁場強度僅為地球磁場的1％，而這就是問題所在——如此弱小的全球性磁場是如何維系的?

一直以來科學家們嘗試了多種模型實驗，試圖給這個問題提出解釋，但始終沒有能夠讓人信服的準確說法。近年來，美國伊利諾伊大學的科學家從水星核的物理結構人手，逐漸揭開了水星磁場的真相。首先，水星的核主要由鐵元素構成，另外科學家認為其中還含有部分硫元素，可以降低鐵的熔點，而這個特性在水星磁場的產生過程中發揮了重要作用。在此基礎上，研究小組利用多項砧裝置模擬了水星核內部的狀態，具體地說就是鐵硫混合物在高溫高壓下的熔化現象。實驗方法是將經過高溫高壓處理的鐵硫混合物進行快速淬火處理，然后再利用電子掃描顯微鏡和電子探針微量分析儀進行分析。

通過實驗觀測到的結果是：當鐵硫混合物一分為二逐漸冷卻下來后，鐵原子首先濃縮成類似雪花形狀的立方晶體，并往下沉降，同時較輕的宮硫液體則往上遷移，從而形成對流。研究人員因此推測物質密度差異所形成的對流，也可能驅動磁場。形象地說，相當于水星核內部在不斷飄“雪”，只不過這雪其實是鐵晶，而這成為了的水星弱磁場的驅動力源頭。

研究人員還根據對流原理進一步推測出，在水星核內存在兩層“下雪區”，內層在固態核心上方，外層則位于鐵核與地幔的邊界。其運作機制在于：內層雪區產生較強的偶極磁場，如同地球磁場；外層雪區產生的磁場則抵銷了從內部延伸至地表的磁場。這種“飄雪式對流磁場”的發現對于其他天體的演變過程來說有著重要的參考價值，我們可以猜想在宇宙中，為數眾多的不同天體深處都在飄著不同元素構成的雪花，那是怎樣的一番奇異景象?

話說回來，盡管人類對于太空的發現越來越多，可是一直以來對于地球內部的了解還只是停留在皮毛水平。想了解地球內部，最直接的辦法就是鉆孔，可惜目前的鉆孔最深的也才12千米，而地殼的平均厚度就達37千米。這還沒什么，更讓人絕望的是地幔的厚度約為2900千米，地核的厚度約為3500千米，而且其高溫高壓的極端條件也遠非目前的科技所能克服的。看來人類要想充分了解更深的地幔和地核，還遙遙無期。換個角度來說，探索宇宙對于目前程度的人類而言確實是一個更為有前途的選擇。