Впервые создана подробная карта внутреннего строения Марса
Посадочный модуль Mars InSight зафиксировал около 733 маршевых землетрясений и использовал информацию о 35 из них, чтобы сформировать картину коры, мантии и ядра. Это первый раз, когда сейсмические данные были использованы для исследования недр планеты, отличной от Земли, и это важный шаг к пониманию эволюции каменистых планет Солнечной системы.
Эти землетрясения выявили толщину и структуру коры и мантии, а также удивительно большое жидкое ядро с низкой плотностью. Результаты были описаны в трех статьях, опубликованных в Science; они представляют собой совершенно потрясающий подвиг научной изобретательности и упорного труда.
Читай также: NASA похоронило марсианского крота
"Это исследование выпадает раз в жизни", - сказал планетарный сейсмолог Саймон Штелер из ETH Zurich в Швейцарии. "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".
Землетрясения - действительно чудесные вещи. Они расходятся от точки своего происхождения, распространяются по планете, луне или звезде. То, как эти сейсмические волны распространяются через определенные материалы и отражаются от них, позволяет сейсмологам наносить на карту внутренности основных объектов.
До относительно недавнего времени Марс не считался особенно геологически активным. У него нет тектонических плит, а есть один дискретный слой коры. Хотя есть древние вулканические регионы, новой вулканической активности не наблюдалось. У него также 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 мертва, как мы думали. Были намеки на вулканическую активность. А в апреле 2019 года InSight обнаружил свои самые первые толчки из недр Марса - наконец, прямое свидетельство марсотрясений.
С тех пор было занесено в каталог более 700 маршевых землетрясений, около 35 из которых были достаточно сильными для сейсмического картирования, даже при работе с ограничениями InSight: здесь, на Земле, сейсмическое картирование проводится с использованием нескольких станций мониторинга. InSight - это всего лишь один зонд.
"Прямые сейсмические волны от землетрясения немного похожи на звук наших голосов в горах: они производят эхо", - пояснил планетный сейсмолог Филипп Логнонне из Парижского университета во Франции. "И именно эти эхо, отраженные от ядра, или на границе кора-мантия, или даже на поверхности Марса, мы искали в сигналах, благодаря их сходству с прямыми волнами".
Читай также: На Марс отправят робота-геолога
Как выяснили исследователи, самый верхний слой оказался неожиданно пористым, а корка на месте посадки неожиданно стала тонкой. Это предполагает высокую долю радиоактивных элементов в коре, что означает, что мы могли неправильно понять состав коры в предыдущих моделях.
"Сейсмология может измерить в основном контрасты скоростей. Это различия в скорости распространения сейсмических волн в разных материалах", - сказала Брижит Кнапмайер-Эндрун из Кельнского университета в Германии.
"Очень похоже на оптику, мы можем наблюдать такие явления, как отражение и преломление. Что касается коры, мы также извлекаем выгоду из того факта, что кора и мантия состоят из разных горных пород с сильным скачком скорости между ними".
В следующем документе зондировали мантии, и обнаружили , что он состоит из одного слоя породы, с твердой литосферы, простирающейся от 400 до 600 км. 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", - сказал геофизик Амир Хан из ETH Zurich. "Толстая литосфера хорошо согласуется с моделью Марса как планеты с одной плитой".
Читай также: Марсоход Insight сделал селфи на Красной планете
Наконец, в третьей статье исследовалось ядро Марса и его границы. Во-первых, исследователи обнаружили, что мантия Марса, вероятно, имеет только один слой, в отличие от двух слоев мантии Земли.
Во-вторых, ядро намного больше, чем мы думали ранее, с радиусом около 1830 километров. Это огромно - более половины планетарного радиуса в 3390 километров и 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, что имеет значение для минералогии границы ядро-мантия.
Эта информация может помочь нам выяснить, как Марс потерял свое динамо-устройство и связанное с ним магнитное поле - информация, которая, в свою очередь, может помочь нам лучше понять планетарные динамо-машины и магнитные поля в целом и Земли в частности.
"Миссия InSight предоставила уникальную возможность получить эти данные", - сказал сейсмолог и геолог Доменико Джардини из ETH Zurich. "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".
Напомним, ранее сообщалось, что сейсмометр марсианского зонда укрыли специальным колпаком.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram