20 км: ученые впервые измерили кору Марса

Кора Марса тонкая, а ядро - жидкое. К таким выводам впервые пришли ученые, проанализировав несколько важных марсотрясений, пойманных зондом NASA InSight.

Кора Марса тонкая, а ядро — жидкое. К таким выводам впервые пришли ученые, проанализировав несколько важных марсотрясений, пойманных зондом NASA InSight.

Ученым впервые удалось понять внутреннее строение Марса и доказать, что планета имеет относительно тонкую кору и жидкое ядро. Сделать это помогли наблюдения, проводимые посадочным зондом NASA InSight, который работает на поверхности планеты с 2018 года.

Специалисты отмечают, что ранее ученым удавалось напрямую исследовать глубины только Земли и Луны.

Сенсационные данные впервые были оглашены накануне на виртуальной встрече Американского геофизического союза, сообщает журнал Nature. «До последнего времени эта информация о Марсе отсутствовала», — пояснила Бриджит Кнапмейер-Эндрун из Института геологии и минералогии Кельнского университета. При этом она отказалась ответить на вопросы журналистов, сославшись на то, что статья об открытии лишь готовится к публикации в рецензируемом журнале.

Это важное достижение миссии, которая высадилась вблизи экватора Марса в ноябре 2018 года на равнину Элизий. Главная цель миссии — изучение внутреннего строения планеты с помощью чрезвычайно чувствительного сейсмометра, способного фиксировать шумы, идущие из недр планеты.

Чуткость сейсмометра сыграла с учеными злую шутку. Сейсмически Марс менее активен Земли, но более активен, чем Луна. С самого начала миссии ветра на Марсе были достаточно слабыми, чтобы мешать их работе.

К настоящему времени прибором было зарегистрировано порядка слабых 480 марсотрясений, пояснил Брюс Банердт, руководитель научной программы миссии.

© NASA/JPL-Caltech

Однако, начиная с минувшего июня ветры усилились настолько, что помешали фиксации большей части подземных толчков. Как и на Земле, ученые используют марсотрясения для исследования недр Марса. Сейсмическая энергия распространяется внутри коры в виде двух типов волн. Анализируя их, можно высчитать толщину ядра планеты, толщину мантии и определить их границы. Эти фундаментальные знания о геологических слоях позволяют ученым выяснить, когда планета формировалась и охлаждалась. «Теперь у нас есть достаточно данных, чтобы начать отвечать на некоторые из этих больших вопросов», — считает Банердт.

Самым большим разочарованием стало отсутствие марсотрясений магнитудой выше 4,5. Сильные толчки распространяются более глубоко, отражаются от границ мантии и коры, и даже могут огибать всю планету, позволяя точно локализовать источник.

Однако ученых выручили два довольно сильных марсотрясения магнитудой 3,7 и 3,3, пришедших из трещин, называемых Окаменелости Цербер в 1600 км к востоку от зонда. По разнице во времени распространения продольных и поперечных волн ученые смогли оценить структуру коры Марса – по предварительным данным она состоит из двух или трех слоев. По словам Джулии Семприч из Открытого университета (Великобритания), трехслойная структура наилучшим образом соответствует геохимическим моделям и данным по марсианским метеоритам.

В зависимости от того, 2 или 3 слоя в коре, ее толщина составляет 20 или 37 километров. Она колеблется от места к месту и точно не превышает 70 км, пояснила Кнапмейер-Эндрун. На Земле, к примеру, толщина коры составляет 5-10 км под океаном, и 40-50 км под континентами.

Ранее ученые считали, что Марс, как планета с меньшим тепловыделением недр, должна иметь более толстую кору.

Другой эксперимент на борту зонда помог сделать еще один немаловажный вывод. По допплеровскому сдвигу радиоволн, посылаемых с Земли, ученые могут оценить неравномерность вращения Марса, на которую влияет размер и состояние его ядра.

Предварительные результаты указывают на то, что ядро Марса – жидкое, его радиус совпадает с ранее высказанными оценками. Прежние гравитационные измерения указывали на то, что радиус ядра планеты составляет около 1800 км, то есть свыше половины радиуса планеты.

Наиболее благоприятным местом для поддержания жизни на древнем Марсе была не его поверхность, а области на глубине нескольких километров. К такому выводу пришли ученые из Ратгерского университета США в статье, опубликованной в декабре журнале Science Advances.

Сосредоточившись на горных районах в южных областях планеты, где, как считается, существовали наиболее мощные ледники, ученые смоделировали их толщину, поведение и эволюцию на основе множества данных, в том числе полученных с помощью зонда Mars Odyssey orbiter, который изучает планету с 2001 года. На борту аппарата присутствует гамма-спектрометр, который позволил картировать распределение тория и калия в толще Марса.

Ученые подсчитали, что тепла, создававшегося этими изотопами в мантии и коре планеты, вполне хватало для расплавления нижних слоев ледников, что создавало пригодные для существования жизни условия, не зависящие от условий на поверхности планеты.