Главная Новости Марс оказался не совсем мертвым с геологической точки зрения

Марс оказался не совсем мертвым с геологической точки зрения

Неподвижный зонд, сидящий на поверхности Марса как приземистая черепаха, наконец-то представил полную картину внутреннего строения красной планеты.

Зонд Mars InSight исследует Марс

Зонд Mars InSight измерил около 733 землетрясений и составил геологические карты марсианской коры, мантии и ядра. Это первый случай использования сейсмических данных для изучения внутренней структуры планеты, отличной от Земли, и важный шаг к пониманию эволюции каменистых планет в Солнечной системе.

Кроме того, землетрясения помогли определить толщину и структуру коры и мантии, а также удивительно большое жидкое ядро с низкой плотностью. Результаты были описаны в трех статьях, опубликованных в журнале Science; они представляют собой совершенно потрясающий подвиг научной изобретательности и упорного труда.

"Это исследование - шанс, который выпадает раз в жизни", - говорит планетарный сейсмолог Саймон Штэлер из ETH Zurich в Швейцарии.

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

Планетологи составили полную геологическую карту Марса

Землетрясения - удивительная вещь. Они распространяются из точки своего возникновения сначала по всей планете, затем луне или звезде и отражаются от них. Физические данные от отражения сейсмических волн позволяет составлять сейсмические карты измеряемых объектов.

До относительно недавнего времени считалось, что Марс не отличается особой геологической активностью. У него нет тектонических плит, только один дискретный слой земной коры. Хотя там есть древние вулканические регионы, новой вулканической активности не наблюдалось. У нее также нет глобального магнитного поля, которое на Земле генерируется динамо - внутренней вращающейся, конвективной и электропроводящей жидкостью (ядром), которая преобразует кинетическую энергию в магнитную, раскручивая магнитное поле в пространство.

Зонд Insight измерил кору, мантию и ядро Марса

Однако последние наблюдения показали, что красная планета не так уж мертва, как мы думали. Появились намеки на вулканическую активность. А в апреле 2019 года InSight обнаружил первые грохоты из недр Марса - прямое доказательство марсотрясений.

С тех пор было зарегистрировано более 700 марсотрясений - около 35 из них были достаточно сильными для сейсмического картирования, даже с учетом ограничений InSight: на Земле сейсмическое картирование проводится с помощью множества станций мониторинга. InSight - это всего лишь один зонд.

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

"Именно эти эхо-сигналы, отраженные от ядра, границы раздела коры-мантии или даже поверхности Марса, мы и искали в сигналах благодаря их сходству с прямыми волнами".

Было обнаружено, что в среднем толщина коры составляет от 24 до 72 километров и состоит как минимум из двух слоев.

Верхний слой неожиданно пористый, кора очень тонкая. Это говорит о высокой доле радиоактивных элементов, что означает, что мы, возможно, неправильно представляем качественный (материальный) состав коры в предыдущих моделях.

"То, что может измерить сейсмология, - в основном контрасты скоростей. Это различия в скорости распространения сейсмических волн в разных материалах", - говорит Бриджит Кнапмайер-Эндрун из Кельнского университета в Германии.

"Очень похоже на оптику, мы можем наблюдать такие явления, как отражение и преломление. Что касается коры, то нам также помогает тот факт, что кора и мантия состоят из разных пород, и между ними есть сильный скачок скорости".

Что касается мантии, то было обнаружено, что она состоит из одного слоя породы, причем твердая литосфера простирается на 400-600 километров. Несравнимо с Землей, где толщина литосферы составляет около 100 километров; однако обе литосферы, вероятно, имеют нижнюю область, где материал начинает немного расплавляться и медленно двигаться. Как и кора, мантия Марса также, вероятно, 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, они отличаются от земных", - поясняет геофизик Амир Хан из ETH Zurich. Плотная литосфера хорошо согласуется с моделью Марса как "одноплитной планеты".

Оносительно марсианского ядра и его границ. Во-первых, исследователи обнаружили, что мантия Марса, вероятно, имеет только один слой, в отличие от двух слоев мантии Земли.

Во-вторых, ядро гораздо больше, чем мы думали ранее, его радиус составляет около 1 830 километров. Это огромная величина - более половины планетарного радиуса в 3 390 километров, и на 200 километров больше, чем считалось ранее.

Сейсмические данные также свидетельствуют о том, что ядро жидкое, хотя его размер указывает на меньшую плотность, чем считалось ранее. Это означает, что в ядре, скорее всего, помимо железа и никеля присутствуют более легкие элементы, такие как сера, кислород, углерод и водород, что влияет на минералогию границы ядра и мантии.

Эта информация может помочь нам выяснить, как Марс потерял свое динамо и связанное с ним магнитное поле - информация, которая необходима для описания планетарного динамо и магнитные поля в целом.

Дата: 2021-07-23

Автор: Всеволод Гордиенко

Поделиться с друзьями: