第一千三百一十二章油条豆浆与火星地幔（第1页）

听到这话，会议室中众人都将目光投递了过来。火星南北极地磁场强度的差异，才是问题所在？这话是什么意思？地球的磁场在南北两极的强度不一样，主要是因为地球的磁轴（磁场两极的连线）并不穿过地球的几何中心，而是存在一个显着的偏移，并且地球内部的磁场生成过程本身就是不均匀、不对称的。火星的整体情况与地球类似，这也意味着火星地磁场的南北极磁场强度有差距才是正常的情况。而从实验数据来看，火星北极的磁场强度明显比南极要低上002-003高斯左右，这无疑符合他们此前针对探测数据建立起来的模型。会议室中，来自普朗克天体物理研究所的伯恩哈德·弗里德里希教授看着荧幕上的模拟实验数据，想了一会后若有所思的开口道。“你的意思是，火星南北极的磁场强度差太小了？”听到这话，会议室中的其他学者又愣了一下，有些不明所以的看看伯恩哈德·弗里德里希教授。不过哈恩哈德并没有理会这些人，只是看着徐川。他大概明白徐川话语中的意思和模拟实验中火星的地磁场强度始终不达标的原因了。如果真是这样的话，那么以前他们基于火星地质探测数据而建立起来的地质、数学、结构等方面的模型全都得进行调整。首位上，徐川轻轻的点了点头，开口道：“是的。”停顿了一下，他操控了一下荧幕上的模拟实验数据，从中裁取了一部分关键信息，将其整合到一个页面上后开口说道。“和地球一样，火星同样拥有着一个倾斜的自转角，这意味着它的磁轴，也就是磁场两极的连线并不穿过整个星球的几何中心。”“而相对比地球来说，火星的倾斜角更大，那么理论上来说，火星南北两极的磁场强度之间的差距应该会更大。”“但各位可以看这些实验数据，从前后五次模拟撞击中，火星南北两极的磁场强度仅仅只有002-005高斯左右，这远低理论上的数值，也远低于地球磁极的差距。”闻言，会议室中的众人纷纷看向了荧幕上的实验数据，正如徐川所说的一样，，火星南北两极磁场强度的差距最高也只有005高斯，仅达到了地球的常规水平。而正常来说，火星自转的倾斜角能达到近40°，远超地球的23°。那么理论上来说，火星南北极的磁场强度至少能达到006-01高斯才合理。会议室中，一位来自匈牙利的物理学家举起了手，开口道：“这只是理论上的情况，实际上在模拟撞击的实验中，我们的地质模型就已经将这些状况考虑进去了。”“包括对火星自转的倾斜角、南北半球的地壳厚度不均、地幔与地核之间的对流不均等等因素都有计算。”“而最终的撞击实验同样是以建立均衡且稳定的全球性地磁场为基础建立的。”“在考虑南北半球所撞击的陨石数量以及产生的地震波能量强度不同的情况下，002-005高斯左右的火星南北极地磁场强度偏差是在合理范围之内的。”作为一个涉及137个国家，参与学者，工程师超过十万人的超级工程，毫不夸张的说，任何一个有可能出现的问题或者状况在模拟实验进行之前都考虑过。火星南北极磁场强度的差异这种更是基础中的基础。首位上，听完这位匈牙利的物理学家的发言，徐川认真的点点头，赞同的开口道：“的确，我有检查过模拟撞击实验的数学模型和地质模型，如果按照模型的标准来计算，002-005高斯左右的差距在正常范围内。”“但是”说到这，徐川转折了一下，将荧幕上的图片切换了一下，紧接着说道：“你可以看看这个。”“这是宇宙微波背景辐射的平均热通？”看着徐川放出来的图片，这位来自匈牙利的物理学家有些诧异的开口道：“不过它和我们讨论的话题有什么关系吗？”徐川笑了笑，肯定的开口道：“当然！”“在我们的模拟撞击实验中，通过研究小行星和陨石撞击事件引起的宇宙微波背景辐射热流的不均匀性，并将其作为静态的、具有横向变化特性的边界条件，应用于数值模拟模型中，以此研究其对地核磁场的影响是一种通俗且有效的方法。”“在这种模拟方法中，宇宙微波背景辐射热流的模式、强度以及相对于撞击前的平均热流值的减少程度都是根据撞击体的大小来确定的，它的数值精确而稳定，可以作为关键的控制参数，被系统性地调整和分析。”“但通过对比早期驭星工程与模拟实验的撞击数据，我们可以看到火星宇宙微波背景辐射热流的数据在南北半球有着显着的差异。”小主，这个章节后面还有哦，，后面更精彩！“我简单的计算了一下，在排除掉火星南北半球的地壳厚度差异导致的能量传递差异后，发现火星南半球的大型低剪切波速省llsvps、热流不均匀性等数值比北半球都要高出近十分之一。”“这意味着撞击产生的热量在南北半球的地幔中分布不均，导致核心-地幔边界（b）的热流出现区域性差异。”“而这种不均匀的热边界条件会限制或扭曲核心内液态金属对流的规模与模式，从而影响磁场强度。”听完徐川解释，坐在一侧的伯恩哈德·弗里德里希教授推了推鼻梁上的眼镜，红褐色的瞳孔中闪过一抹兴趣的神色。他快速的开口道：“也就是说，在火星的地幔中，可能存在着某种我们没有发现，且能够干扰撞击能量传递以及核心-地幔边界的热流速度的东西？”徐川点了点头，开口道：“我的确更倾向于这种。”停顿了一下，他将自己的笔记本电脑连上了投影设备，点开了一份报告文件。“首先我们可以明确的是，以地球、火星这类行星磁场的“发电机”本质上是受其核心顶部和底部的热边界条件驱动的热机。”“核心底部的热量远高于顶部时，底部的流体受热膨胀、密度变小而上浮，顶部的较冷流体则因密度大而下沉，形成热对流环。”“而流体在上升和下沉过程中，由于科里奥利力（行星自转）的作用，其流动路径会发生偏转和剪切，从而将动能转化为磁能。”“在这方面，我们可以用控制磁流体动力学（hd）的方程来形式化地描述这个过程。”“即：p（?t?u（u??）·u）=??ppν?2up′g2p”“它的关键边界条件：在b（r=rb），边界条件由地幔控制，是一个典型的非均匀的热流边界条件。”“”“结合上述数学框架，不均匀b热流的影响可以概括为：匀的热流会产生大尺度的、环绕行星的柱状对流（受科里奥利力影响，称为“柱状对流”）。”“而不均匀的热流（如南半球强冷却，北半球弱冷却）会打破这种对称性，产生更小尺度、更局部化的上升流和下沉流。这些局部的对流胞相互干扰，其净效应是‘内耗’，无法形成统一、强大的全球偶极场。”“所以理论上来说，即使3500颗陨石的总能量输入足够，但由于火星地幔先天的南北不对称性，这些能量在传递至b时，被转化为了一个高度不均匀的热流分布q（θ，?）。”会议桌前，看着徐川放出来的报告文件，伯恩哈德·弗里德里希教授眼眸中的惊讶越来越强烈了。他深吸了口气，开口道：“真是让人难以置信，如果说你的理论是正确的，那么火星内部，至少火星的地幔并非层状均匀。”“它可能更像是”思索了一下，伯恩哈德教授想到了自己吃的早饭，形容道：“它可能更像是在一碗豆浆中泡了几块撕碎的油条。”“小行星和陨石撞击产生的能量，在通过液态的豆浆和固态的油条时传递效率和能级会完全不同。”“如果是这样的话，那么它的确能够解释为什么我们的模拟撞击实验会出现问题了。”虽然对于伯恩哈德教授‘油条与豆浆’的形容方式有些讶异，不过徐川还是笑着点了点头。“是的！”“所以接下来我准备进行一次真实的小行星撞击实验，以进一步探测和观察火星地幔的情况。”“我的理论是否正确，就取决于接下来的撞击实验了！”会议桌前，伯恩哈德·弗里德里希教授抖动着满脸的络腮胡须，带着些期盼的语气开口道：“快开始吧，它已经困扰我们很久的时间了！”徐川笑了笑，道：“当然，我比你更期待！”：（）大国院士

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