Перейти к содержимому 
Марс хранит, пожалуй, одну из самых интригующих тайн Солнечной системы: так называемую марсианскую дихотомию, которая ставит ученых в тупик с момента ее открытия в 1970-х годах.
Южные нагорья Марса, занимающие около двух третей поверхности планеты, возвышаются на пять-шесть километров над северными низменностями. Нигде больше в Солнечной системе мы не встречаем столь масштабного и резкого контраста на таком уровне.
Содержание
Что же вызвало это поразительное различие? Ученые долгое время разделялись во мнениях: одни считали, что причина кроется во внешних факторах, например, в столкновении с огромным астероидом размером с Луну, другие же предполагали внутренние процессы, такие как движение тепла через расплавленные недра планеты.
В новом исследовании, опубликованном в журнале *Geophysical Research Letters*, ученые проанализировали марсотрясения, зафиксированные посадочным модулем NASA InSight, который находится недалеко от границы, разделяющей две стороны дихотомии. Изучение того, как распространяются колебания от марсотрясений, позволило обнаружить доказательства того, что причина марсианской дихотомии кроется глубоко в недрах Красной планеты.
Марсианская дихотомия
Разница в высоте — не единственное отличие между двумя сторонами марсианской дихотомии.
Южные нагорья испещрены кратерами и изрезаны застывшими потоками вулканической лавы. В то же время поверхность северных низменностей гладкая и ровная, почти лишенная видимых шрамов и других заметных особенностей.
Геофизические и астрономические измерения также показывают, что кора Марса значительно толще под южными нагорьями. Более того, породы на юге намагничены (что указывает на их древнее происхождение, когда у Марса еще было глобальное магнитное поле), тогда как породы северных низменностей не обладают таким свойством.
Марсианская дихотомия была обнаружена в 1970-х годах, когда снимки, полученные зондами Viking, показали разницу в высоте и плотности ударных кратеров.
Плотность кратеров на поверхности (количество кратеров на единицу площади) позволяет определить возраст поверхностных пород — чем старше поверхность, тем больше кратеров. Таким образом, южные нагорья кажутся старше северных низменностей.
Ученые также предполагают, что когда-то на Марсе существовал огромный океан жидкой воды, вероятно, в районе северных низменностей.
Этот вопрос вызывает много споров, поскольку наличие или отсутствие осадочных пород, форм рельефа и определенных минералов, которые образуются, когда поверхность покрыта океаном, служит основным доказательством за или против этой гипотезы.
Существование жидкой воды является необходимым условием для жизни, поэтому неудивительно, что научное сообщество и космические агентства проявляют такой интерес к этой проблеме.
Космос или недра?
Происхождение марсианской дихотомии долгое время оставалось загадкой в планетологии. Какой постепенный или катастрофический природный процесс, явление, космическая сила или катаклизм в ранний период существования Марса (учитывая возраст поверхностных пород) мог бы дать ответ на этот вопрос?
На этот счет возникли две основные гипотезы.
Первая — так называемая эндогенная гипотеза. Согласно ей, разница в теплопередаче, вызванная подъемом более теплых и опусканием более холодных материалов в мантии Марса, привела к видимой дихотомии на его поверхности.
Вторая — экзогенная гипотеза, которая предполагает, что причина дихотомии кроется в космосе. Это могло быть катастрофическое столкновение с одним телом размером с Луну или несколькими меньшими объектами, которые изменили поверхность планеты.
Марсотрясения
На Земле мы можем использовать данные сотен и даже тысяч сейсмометров, чтобы определить местоположение землетрясения методом триангуляции.
На Марсе у нас есть данные только от одного инструмента — сейсмометра посадочного модуля InSight. Чтобы определить место марсотрясения, нам приходится полагаться на измерение разницы во времени прихода различных типов сейсмических волн (так называемых P- и S-волн).
Это позволяет рассчитать расстояние до эпицентра марсотрясения. Направление на источник толчков можно определить, анализируя движение частиц на поверхности.
Разработав систему для точного определения местоположения марсотрясений на основе данных InSight, исследователи проверили ее на известных событиях, таких как удары метеоритов, зафиксированные спутниковыми камерами. Оказалось, что метод надежно указывает на скопление марсотрясений в регионе Terra Cimmeria в южных нагорьях.
Затем специалисты изучили, как S-волны теряют энергию, проходя через породы южных нагорий. Они также провели аналогичные расчеты для ранее зафиксированных марсотрясений в регионе Cerberus Fossae в северных низменностях.
Сравнение этих данных показало, что волны теряют энергию быстрее в южных нагорьях. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что породы под южными нагорьями горячее, чем на севере.
Что марсотрясения говорят нам о дихотомии
Разница в температуре между двумя половинами дихотомии подкрепляет идею о том, что разделение было вызвано внутренними силами Марса, а не внешним ударом.
Полное объяснение этого явления довольно сложное. Упрощенно говоря, ученые создали модели, показывающие, как дихотомия могла сформироваться из-за изначальной неравномерности марсианской коры в далеком прошлом.
В какой-то момент у Марса были движущиеся тектонические плиты, как у Земли. Движение этих плит и расплавленных пород под ними могло создать что-то похожее на дихотомию, которая затем “застыла” на месте, когда тектонические плиты остановились, образовав то, что ученые называют “застойной крышкой” над расплавленными недрами планеты.
Эти события могли затем вызвать конвекционные потоки в расплавленной породе, которые объясняют дихотомию, которую мы видим сегодня: подъем материала под южными нагорьями и опускание под северными низменностями.
Полученные данные о марсотрясениях, указывающие на разницу температур между двумя регионами, согласуются с этими моделями.
Чтобы окончательно ответить на вопрос о причине марсианской дихотомии, потребуется больше данных о марсотрясениях, а также детальные модели формирования Марса и сравнения с Землей и другими планетами. Однако это исследование открывает важный новый фрагмент этой головоломки.
Читайте также: В древности на Марсе все-таки была вода, а еще там было очень жарко
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.