Mars hade ett globalt magnetfält mycket tidigare – och mycket senare – i planetens historia än vad forskare tidigare har känt till.

En planets globala magnetfält uppstår från vad forskare kallar en dynamo:ett flöde av smält metall i planetens kärna som producerar en elektrisk ström. På jorden, dynamo är det som gör att kompassnålar pekar norrut. Men Mars dynamo har varit utdöd i miljarder år.

Nya rön från UBC-forskare som arbetar med kollegor i USA och Frankrike, publiceras idag i Vetenskapens framsteg , för oss närmare att veta den exakta tidpunkten och varaktigheten för Mars dynamo.

"Vi finner att Marsdynamon fungerade för 4,5 miljarder och 3,7 miljarder år sedan. Dynamons timing är en stor del av en planets utveckling, och det vi hittar är väldigt annorlunda än vad vi har trott hittills, sa Anna Mittelholz, postdoktor vid UBC:s Department of Earth, havs- och atmosfärsvetenskap, och första författare till studien. "Dynamon berättar något om planetens termiska historia, dess utveckling, och hur det kom dit det är idag, och det är unikt för var och en av de jordiska planeterna – jorden, Mars, Venus och Merkurius."

Ledtrådar om en planets magnetiska historia finns i magnetiserade stenar på och under dess yta. Rock är som en bandspelare, speciellt vulkaniska bergarter. De börjar som lava, men när de svalnar och stelnar i närvaro av ett magnetfält, mineraler i bergarterna anpassar sig till det globala magnetfältet. Genom att dejta dessa stenar, forskare kan uppskatta om en dynamo var aktiv när stenen placerades.

Magnetism i vissa bergarter på Mars yta indikerar att Marsdynamon var aktiv för mellan 4,3 och 4,2 miljarder år sedan, men frånvaron av magnetism över tre stora bassänger som bildades för 3,9 miljarder år sedan har fått de flesta forskare att tro att dynamo var inaktiv vid den tiden.

UBC-forskarna analyserade nya satellitdata och fann tydliga bevis på ett magnetfält som kommer från Lucus Planum-lavaflödet som bildades för mindre än 3,7 miljarder år sedan - mycket senare än de tidigare nämnda bassängerna.

Forskarna upptäckte också lågintensiva magnetfält över Borealis Basin på planetens norra halvklot, som bildades för 4,5 miljarder år sedan och tros vara ett av de äldsta särdragen på Mars.

"Vi har dessa två observationer som pekar på en dynamo vid den tidigaste kända tidpunkten i Mars historia, och en dynamo som fanns en halv miljard år efter att många trodde att den redan hade stängts av, sa Catherine Johnson, en professor vid avdelningen för jord, havs- och atmosfärsvetenskaper och senior forskare vid Planetary Science Institute i Tucson, Ariz., som också bidragit till studien.

Forskarna ger två möjliga förklaringar till frånvaron av magnetfält över bassängerna:dynamo kan ha stannat innan bassängerna bildades och sedan startat om innan Lucus Planum bildades, eller effekterna som skapade bassängerna har helt enkelt förskjutit den del av skorpan som innehåller mineraler som kan bära stark magnetism.

De nya data för denna studie kommer från MAVEN, satelliten Mars Atmosphere och Volatile Evolution. Tidigare data om magnetism på Mars hade samlats in av Mars Global Surveyor-satelliten som kretsade runt planeten mellan 1999 och 2006, mestadels på 400 kilometer över ytan. MAVEN, lanserades 2013, fungerar så nära som ~135 kilometer från ytan och fångar upp svagare signaler som MGS inte kunde upptäcka.

MAVENs förmåga att fånga upp signaler från mindre funktioner på och nära ytan hjälper forskare att skilja på om magnetismen kommer från dessa, eller från äldre stenar begravda djupare i planetens skorpa.

Dessa nya insikter får forskare att undra vad som kan avslöjas om de kommer ännu närmare. Mittelholz noterade att denna studie fokuserade på två speciella egenskaper, men kratrar finns kvar över hela Mars med historier att berätta. I framtiden, utforskning kan gå från satelliter till drönare eller ballonger, ger ännu mer detaljerade uppgifter.