Внутренний мир Марса раскрыт не до конца: что скрывают древние слои мантии

Что скрывается глубоко под поверхностью Марса? Новые исследования, основанные на данных миссии NASA InSight, раскрывают загадки внутреннего строения Красной планеты, которые могут изменить наше представление о формировании каменистых планет в Солнечной системе.

Марс — капсула времени

Почти три года назад миссия InSight завершила свою активную работу, а солнечные панели посадочного модуля покрылись марсианской пылью. Тем не менее, собранные сейсмические данные продолжают удивлять ученых. Посадочный модуль фиксировал слабые марсотрясения, позволяя исследовать внутренние слои планеты. В результате двух новых исследований, опубликованных в ведущих научных журналах Science и Nature, сформировался новый, более сложный портрет Марса.

Первое исследование, возглавляемое планетологом Константиносом Хараламбусом из Имперского колледжа Лондона, показывает, что марсианская мантия — толстый слой горных пород под корой — не перемешивается, как на Земле. Вместо этого она сохраняет окаменевшие остатки древних столкновений с другими планетными телами.

"Марс — это капсула времени", — говорит Хараламбус.

В отличие от Земли, где тектоника плит постоянно перемешивает внутренние слои, марсианская мантия холодная и движется очень медленно.

Древние столкновения и их следы

Исследователи заметили, что высокочастотные сейсмические волны, проходя через мантию, задерживаются больше, чем ожидалось. Это похоже на ситуацию, когда маленькие машины тормозят из-за препятствий на дороге, в то время как крупные грузовики проносятся мимо. По мнению Хараламбуса и его коллег, эти "препятствия" — это затвердевшие остатки магматических океанов, возникших при столкновениях молодого Марса с астероидами. Такой вывод подтверждает гипотезу о том, что каменистые планеты формируются не из пыли и гальки, а в результате слияния планетарных эмбрионов.

Твёрдое ядро Марса — реальность или миф

Второе исследование, проведённое сейсмологом Даоюанем Сунем из Китайского университета науки и технологий, предлагает более спорный вывод: Марс имеет твёрдое внутреннее ядро, подобно Земле. Ранее считалось, что ядро планеты полностью расплавлено. Однако анализ сейсмических волн показал, что они задерживаются при прохождении через ядро, что свидетельствует о наличии плотного твердого слоя.

Это открытие вызывает вопросы, поскольку предыдущие модели предполагали, что в ядре Марса содержатся лёгкие элементы, такие как сера, которые понижают температуру плавления железа и препятствуют его кристаллизации. Кроме того, данные о гравитационном поле планеты лучше объяснялись отсутствием твёрдого ядра. Но новые сейсмические данные указывают на обратное, что заставляет учёных пересмотреть свои взгляды.

Проблемы и вызовы сейсмологии на Марсе

Проведение сейсмических исследований на Марсе — задача далеко не из лёгких. В отличие от Земли, где сотни сейсмических станций регистрируют тысячи землетрясений, InSight располагался всего с одной станцией, которая фиксировала преимущественно слабые марсотрясения. Кроме того, марсианский ветер создавал помехи, усложняя анализ данных. Поэтому новые выводы неизбежно встретят скептицизм в научном сообществе.

Саймон Штелер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха отмечает:

"Многие учёные были вполне довольны отсутствием внутреннего ядра на Марсе. Это открытие может их огорчить".

Тем не менее, если оно подтвердится, это перевернёт наше понимание процессов внутри планеты.

Последствия для понимания планетарных процессов

Обнаружение твёрдого ядра и сохранение древних структур в мантии меняет представление о геологической истории Марса. Оно также ставит под сомнение модели, объясняющие прекращение марсианского магнитного поля, которое на Земле связано с движениями в жидком внешнем ядре и кристаллизацией внутреннего.

Анри Самюэль из Парижского института физики Земли признаёт:

"Результаты вызывают вопросы и даже некоторую путаницу".

Действительно, если ядро Марса твёрдое, то почему магнитное динамо остановилось? Возможно, существуют другие процессы, которые мешают движению расплавленного материала внутри планеты.

Интересные факты о Марсе и InSight

• InSight стал первой миссией, которая смогла зарегистрировать сейсмические волны на другой планете, что дало уникальные данные о её внутреннем строении;
• высокочастотные сейсмические волны на Марсе сохраняются дольше, чем на Земле, благодаря отсутствию океанов и атмосферы, которые на Земле быстро затухают колебания;
• Марс обладает слабым вулканизмом, что связано с медленным движением холодной мантии, в отличие от горячей и активной мантии Земли.

В итоге, новые данные InSight раскрывают перед нами Марс как сложный и многогранный мир, чьи внутренние процессы и история формируют уникальный облик планеты. Эти открытия не только расширяют наши знания о Красной планете, но и помогают понять общие принципы формирования каменистых планет в нашей Солнечной системе.