Астрономы впервые заглянули внутрь Марса

Международная команда ученых впервые создала подробную карту внутреннего строения Марса, использовав для этого сейсмические данные. Исследователям удалось не просто заглянуть внутрь Красной планеты, но и измерить ее кору, мантию и ядро.

Сразу три результирующие статьи об этом исследовании опубликованы в журнале Science, а о содержании базовой из них рассказывается на сайте Высшей технической школы в Цюрихе (ETH Zurich).

Исследователи впервые использовали сейсмические данные о Марсе, полученные в рамках работающей с 2019 года миссии InSight. Этот аппарат регистрирует и анализирует "марсотрясения". Используя эти данные, ученые измерили кору, мантию и ядро Красной планеты, создав детальную карту ее строения.

Прежде всего, нашла свое подтверждение гипотеза о том, что планеты земной группы, включая Марс, имеют аналогичную земной структуру. Общепринятая теория гласит, что Земля состоит из нескольких слоев. Верхним является тонкая кора из легкой твердой породы, которая покрывает толстую мантию из тяжелой вязкой породы. А та, в свою очередь, окружает ядро, состоящее в основном из железа и никеля.

"Теперь сейсмические данные подтвердили, что Марс, предположительно, когда-то был полностью расплавлен, прежде чем разделиться на кору, мантию и ядро, которые мы видим сегодня. Однако они отличаются от земных", - говорит соавтор работы Амир Хан.

Кроме того, исследователи установили, что на Марсе нет тектоники плит. Они подсчитали, что толщина марсианской коры под местом посадки зонда InSight составляет от 15 до 47 километров. Столь тонкая кора, по мнению авторов работ, должна содержать относительно высокую долю радиоактивных элементов. А это ставит под сомнение результаты всех предыдущих моделирований химического состава марсианской поверхности.

Также установлено, что под тонкой корой Марса находится мантия с литосферой из более твердых пород. Глубина этого слоя вдвое больше, чем у Земли, она достигает 400-600 километров. Этот феномен ученые объясняют тем, что на Марсе сегодня имеется только одна континентальная плита, в то время как Земля обладает семью крупными подвижными плитами.

При этом измерения показали, что марсианская мантия минералогически очень похожа на верхний слой мантии нашей планеты. Ученые даже назвали ее "упрощенной версией мантии Земли". Однако отмечены и существующие различия. Например, мантия Марса содержит больше железа, чем мантия Земли.

Исследование также показало, что ядро Красной планеты является более крупным и жидким, чем предполагалось до сих пор. Его радиус составляет около 1840 километров, и это на 200 километров больше, чем предполагалось 15 лет назад, когда миссия InSight только планировалась.

"Определив радиус ядра, теперь мы можем рассчитать его плотность, - говорит соавтор исследования Симон Штелер. - Если радиус ядра большой, то его плотность должна быть относительно низкой. Это означает, что ядро должно содержать большую долю более легких элементов в дополнение к железу и никелю".

По его словам, к таковым элементам относятся сера, кислород, углерод и водород, и все вместе они составляют неожиданно большую долю по сравнению с предыдущими предположениями. Чтобы составить детальную карту внутренней структуры Красной планеты, ученым были необходимы волны землетрясений, которые отражаются от поверхности или от ядра. Миссия InSight предоставила им уникальную возможность получить именно такие данные. Добавим, что исследователям впервые удалось наблюдать и анализировать подобные волны на Марсе.