Сердце Красной планеты. Ученые впервые создали подробную карту внутреннего строения Марса

Внутреннее строение Марса
Фото: ScienceAlert

Посадочный аппарат Mars InSight впервые использовал сейсмические данные, чтобы сформировать картину коры, мантии и ядра Красной планеты.

Аппарат Mars InSight, основная цель которого состоит в изучении внутреннего строения и состава Марса, наконец предоставил ученым исчерпывающую информацию о внутренней структуре планеты, сообщает Sciencealert

Посадочный аппарат Mars InSight зарегистрировал около 733 марсотрясений и использовал информацию о 35 из них, чтобы составить картину коры, мантии и ядра Марса. Это первый раз, когда сейсмические данные использовались для исследования недр планеты, отличной от Земли, и это важный шаг к пониманию эволюции каменистых планет в Солнечной системе.

С помощью марсотрясений удалось выяснить толщину и структуру коры и мантии, а также увидеть удивительно большое жидкое ядро ​​с низкой плотностью.

"Такое исследование выпадает раз в жизни", — говорит планетарный сейсмолог Саймон Штелер из Федерального института технологий в Швейцарии.

"Ученым потребовались сотни лет, чтобы измерить ядро ​​Земли. После миссий "Аполлон" им потребовалось 40 лет, чтобы измерить ядро ​​Луны. InSight потребовалось всего два года, чтобы измерить ядро ​​Марса".

Сейсмические волны распространяются по планете, проходят сквозь определенные объекты и отражаются от них, что позволяет сейсмологам наносить на карту внутреннее строение планеты.

До недавнего времени Марс не считался особенно геологически активным. У него нет тектонических плит, а есть один раздельный слой коры. Хотя есть древние вулканические регионы, новой вулканической активности не наблюдалось. У него также нет глобального магнитного поля.

Однако недавние наблюдения показали, что Красная планета не совсем мертва. Были обнаружены намеки на вулканическую активность. А в апреле 2019 года аппарат Mars InSight зафиксировал первые марсотрясения.

С тех пор ученые внесли в каталог более 700 марсотрясений, около 35 из которых были достаточно сильными для того, чтобы составить карту внутреннего строения Марса.

"Прямые сейсмические волны от землетрясения немного похожи на звук наших голосов в горах: они производят эхо", — говорит планетный сейсмолог Филипп Логнонне из Парижского университета во Франции.

"И именно это эхо, отраженное от ядра, или от границы кора-мантия, или даже на поверхности Марса, мы искали в сигналах, благодаря их сходству с прямыми волнами".

Благодаря полученным данным, ученые узнали, что толщина марсианской коры в среднем составляет от 24 до 72 километров и она состоит как минимум из двух слоев.

Как выяснили исследователи, самый верхний слой неожиданно пористый, а кора в месте приземления аппарата неожиданно тонкая. Это может говорить о наличии большого количества радиоактивных элементов в коре.

Что касается мантии, то ученые узнали, что она состоит из единственного слоя горных пород с твердой литосферой, размером от 400 до 600 километров. 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", — говорит геофизик Амир Хан из Федерального института технологий в Швейцарии.

"Толстая литосфера хорошо согласуется с моделью Марса как "планеты с одной плитой".

Также исследователи обнаружили, что мантия Марса, вероятно, имеет только один слой, в отличие от двух слоев мантии Земли.

Что касается ядра Марса, то оно оказалось ​​намного больше, чем думали ученые раньше, с радиусом около 1830 километров. Это более половины планетарного радиуса в 3390 километров и на 200 километров больше, чем предполагалось ранее.

Ученые 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.

"Миссия InSight предоставила уникальную возможность получить эти данные", — говорит сейсмолог и геолог Доменико Джардини из Федерального института технологий в Швейцарии.

"Но мы далеки от завершения анализа всех данных — Марс по-прежнему имеет много загадок, в первую очередь, хотелось бы узнать образовался ли он в то же время и из того же материала, что и наша Земля".