Онлайн
Международная группа ученых создала карту внутреннего строения Марса при помощи данных посадочного модуля Mars InSight, который зафиксировал на Красной планете 733 марсотрясений. С помощью этих сведений исследователи сформировали картину коры планеты, мантии и ядра. В частности, Mars InSight помог выявить удивительно большое жидкое ядро Марса с низкой плотностью.
Это первый раз, когда сейсмические данные были использованы для исследования недр другой планеты, кроме Земли, и это важный шаг к пониманию эволюции каменистых планет Солнечной системы, пишут исследователи.
«Это исследование выпадает раз в жизни. Ученым потребовались сотни лет, чтобы измерить ядро Земли; после миссий Аполлона им потребовалось 40 лет, чтобы измерить ядро Луны. InSight потребовалось всего два года, чтобы измерить ядро Марса», – Саймон Штелер, планетарный сейсмолог из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.
До относительно недавнего времени Марс не считался особенно геологически активным. В отличие от Земли на этой планете нет тектонических плит, но существует один дискретный слой коры. Хотя были обнаружены древние вулканические регионы, новой вулканической активности на планете не наблюдалось.
Также у Марса нет глобального магнитного поля, которое на Земле создается динамо-машиной — внутренней вращающейся, конвектирующей и электропроводящей жидкостью (ядром), которая преобразует кинетическую энергию в магнитную энергию, раскручивая магнитное поле в космос.
Однако недавние наблюдения показали, что красная планета не так спокойна, как мы думали. В апреле 2019 года Mars InSight обнаружил свои первые марсотрясения, подтвердив теорию, что на Красной планете все же существует геологическая активность. Из 733 зафиксированных марсотрясений 35 были достаточно сильными для сейсмического картирования.
«Прямые сейсмические волны от землетрясения немного похожи на звук наших голосов в горах: они производят эхо. И именно это эхо, отраженное от ядра, или на границе кора-мантия, или даже на поверхности Марса, мы искали в сигналах, благодаря их сходству с прямыми волнами», – Филипп Логнонне, планетарный сейсмолог из Парижского университета.
Ученые обнаружили, что кора Марса в среднем имеет толщину от 24 до 72 километров и состоит как минимум из двух слоев. Самый верхний слой оказался неожиданно пористым. Это предполагает высокую долю радиоактивных элементов в коре, что означает, что мы могли неправильно понять состав коры в предыдущих моделях.
«Сейсмология может измерять в основном контрасты скоростей. Это различия в скорости распространения сейсмических волн в разных материалах. Это очень похоже на оптику. Здесь мы также можем наблюдать такие явления, как отражение и преломление», — поясняет Брижит Кнапмайер-Эндрун из Кельнского университета.
Ученые выяснили, что мантия Марса состоит из единственного слоя горных пород с твердой литосферой, простирающейся на 400-600 километров. Это контрастирует с литосферой Земли, которая имеет толщину около 100 километров. Однако обе литосферы, вероятно, имеют нижнюю область, где материал начинает немного плавиться и медленно перемещается. Как и кора, мантия Марса, вероятно, также обогащена радиоактивными элементами.
«Сейсмические данные подтвердили, что Марс предположительно когда-то был полностью расплавлен, прежде чем разделиться на кору, мантию и ядро, которые мы видим сегодня, но они отличаются от земных. Толстая литосфера хорошо согласуется с моделью Марса как планеты с одной плитой», – Амир Хан, планетарный сейсмолог из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.
Радиус ядра Марса составляет около 1830 километров при общем планетарном радиусе 3390 километров. Это на 200 километров больше, чем предполагалось.
Сейсмические данные также предполагают, что ядро жидкое, хотя больший размер указывает на более низкую плотность, чем считалось ранее. Это означает, что ядро, вероятно, содержит более легкие элементы, такие как сера, кислород, углерод и водород, в дополнение к железу и никелю.
Эта информация может помочь нам выяснить, как Марс потерял свое магнитное поле. В свою очередь, это поможет лучше понять планетные динамо и магнитные поля в целом и Земли в частности.
«Миссия InSight предоставила уникальную возможность получить эти сведения. Но мы далеки от завершения анализа всех данных. Марс по-прежнему представляет нам множество загадок, в первую очередь, образовался ли он в то же время и из того же материала, что и наша Земля?», — заключает Доменико Джардини из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.
Источник – National Geographic.
