Новейшие результаты миссии НАСА InSight позволяют предположить, что у Марса полностью жидкое ядро, а также обнаружены странные аномалии в его мантии.
Ученые нашли доказательства существования странных аномалий массы, глубоко под поверхностью Марса. Новое исследование также сообщает о небольшом ускорении вращения планеты и подкрепляет теорию об отсутствии у Марса твердого внутреннего ядра.
Последние результаты предполагают, что скорость вращения может меняться из-за необъяснимой динамики в его недрах, атмосфере или ледяных шапках. Помимо изучения современной структуры Марса, наблюдения InSight позволят узнать подробности формирования и эволюции планеты за последние 4,5 миллиарда лет, что может дать ответ на вопрос о том, была ли она когда-либо населена инопланетной жизнью.
Зонд InSight приземлился в экваториальном регионе Elysium Planitia Марса 26 ноября 2018 года. В течение следующих четырех лет аппарат зафиксировал более 1300 “марсотрясений”, что позволило ему заглянуть внутрь Марса, улавливая сейсмические волны, которые обеспечили беспрецедентный взгляд на внутреннее строение чужой планеты. Аппарат также был оснащен интересной системой под названием “Эксперимент по вращению и внутренней структуре” (RISE).
Теперь исследователи под руководством Себастьена Ле Майстра, ученого-планетолога из Королевской обсерватории Бельгии, использовали RISE “для определения фундаментальных свойств ядра, мантии и атмосферы Марса”, что привело к целому ряду удивительных открытий.
“В основном все это было так или иначе удивительно!” – сказал Ле Майстр. – “Медленное ускорение вращения – это большой сюрприз, который до сих пор не предсказывала ни одна теория. Почти гидростатическая форма ядра планеты тоже была неожиданной, поскольку поверхность и кора Марса не находятся в гидростатическом равновесии! Мы долго думали, чтобы определить правдоподобные процессы, которые могли бы объяснить это неожиданное уплощение ядра”.
Новые результаты RISE указывают на то, что внутренние “аномалии массы”, представляющие собой регионы с плотностью и составом, отличными от окружающих, находятся в мантии Марса, которая залегает примерно в 19 км под поверхностью планеты и простирается вниз еще на 1560 км, пока не достигнет ядра.
“Форма и гравитационное поле Марса в основном определяются скоростью его вращения и в меньшей степени аномалиями поверхностной и внутренней массы”, – пояснил Ле Майстр. – “В предыдущих исследованиях предполагалось, что наблюдаемая форма и гравитационное поле могут быть объяснены нагрузкой, вызванной рельефом поверхности и рельефом (или аномалией массы) вдоль границы раздела кора-мантия (MOHO).
Но предполагаемая форма ядра не согласуется с результатами нашего исследования, которые требуют либо аномалии массы на несколько сотен километров глубже – на дне литосферы, либо на MOHO и дне мантии. Современная толстая литосфера ограничивает скорость охлаждения планеты и перераспределение теплопроизводящих радиоактивных элементов в мантии и коре. Массовые аномалии в литосфере, вероятно, имеют химическое происхождение и обусловлены аномалиями плотности, запертыми внутри жесткой литосферы в результате латеральных колебаний температуры”.
Новое исследование содержит данные наблюдений, собранные в период с 27 ноября 2018 года – буквально на следующий день после посадки InSight на Марс – по 31 мая 2021 года. Этот большой набор данных охватывает 890 марсианских дней, называемых солами, и включает 544 прохода с около 25 000 отдельных точек данных.
На протяжении десятилетий ученые спорили о том, есть ли у Марса твердое внутреннее ядро, похожее на центр Земли, или его ядро полностью состоит из расплавленной жидкости. Команда Ле Майстра смогла отдельно охарактеризовать ядро и мантийные слои Марса, показав, что ядро, скорее всего, полностью состоит из расплавленного железо-серного сплава, простирающегося в радиусе около 1 880 км.
Полученные результаты имеют косвенное значение для оценки того, была ли на Марсе жизнь миллиарды лет назад, в эпоху, когда планета имела более плотную атмосферу, защитное магнитное поле и жидкую воду на поверхности. В то время как твердое внутреннее ядро Земли до сих пор поддерживает магнитное поле нашей планеты, Марс мог стать непригодным для жизни отчасти из-за отсутствия твердого ядра, что привело к разрушению его зарождающегося магнитного поля около трех миллиардов лет назад..
И последнее, но не менее важное: исследователи обнаружили небольшое увеличение вращения Марса в данных RISE, которое объяснить они не могут. Команда предположила, что медленное ускорение может быть вызвано продолжительными сдвигами в недрах Марса или, возможно, небольшим снижением атмосферного давления, связанным с постепенным накоплением льда в полярных шапках.
“Будущие наблюдения определенно помогут решить эту загадку, во-первых, подтвердив сигнал, а во-вторых, определив его природу (например, если он наблюдается в данных о давлении, можно сделать вывод, что он связан с атмосферой планеты)”, – сказал Ле Майстр, отметив, что его команда планирует опубликовать новые исследования на эту тему в будущем.
InSight навсегда отключился в конце прошлого года после того, как его солнечные батареи настолько запылились, что больше не могли генерировать энергию. Однако новое исследование показывает, что миссия продолжает жить благодаря своим непревзойденным наблюдениям марсианских недр, которые позволили разрешить фундаментальные загадки соседнего с нами мира, хотя и поставили новые волнующие вопросы для будущих миссий.
Читайте также: От ранних цивилизаций Марса или Земли не осталось ничего