Масштабний марсовий землетрус, зафіксований посадковим апаратом NASA InSight, свідчить про те, що кора на планеті Марс в деяких місцях “схожа на важку броню”, – йдеться в новому дослідженні.
Сейсмометр посадкового модуля NASA InSight, місія якого завершилася в грудні 2022 року, провів три роки, вимірюючи сейсмічні хвилі на Марсі. Його робота включала виявлення найбільшого марсового землетрусу, коли-небудь зафіксованого в травні 2022 року: землетрус магнітудою 4,6 бала.
Хоча підземні поштовхи на Марсі були лише середнім землетрусом у порівнянні з Землею, вчені NASA тоді заявили, що це була верхня межа того, що дослідники Марсу очікували побачити. Марсовий землетрус був енергійнішим, ніж усі інші, виміряні до нього, разом узяті.
“Цей землетрус послав сильні сейсмічні хвилі, які пройшли по поверхні Марса”, – сказав провідний автор дослідження і сейсмолог Інституту геофізики Цюрихської вищої технічної школи Дойон Кім в новій заяві, опублікованій 6 травня. “Від цього землетрусу, найбільшого землетрусу, зафіксованого за всю місію InSight, ми спостерігали поверхневі хвилі, які облетіли Марс до трьох разів”.
Вимірювання швидкості та частоти сейсмічних хвиль – і того, як ці якості змінювалися по всій Червоній планеті – дозволило Кіму і команді отримати інформацію про геологічні структури, з якими вони зіткнулися. Нові дані були отримані з таких питань, як внутрішня будова марсіанської кори на різних глибинах.
До гігантського землетрусу InSight зафіксував схожі сейсмічні хвилі, що виникли під час падіння двох метеоритів на Марс. Однак, космічна подія надавала деталі лише регіонального масштабу. Землетрус магнітудою 5 балів дозволив дослідити Марс ще глибше, виявивши великі наслідки.
Команда взяла дані, надані InSight, і поєднала їх з інформацією інших місій про гравітацію і топографію Марса. Зібрані дослідження показали вченим, що кора Червоної планети має товщину, яка коливається в середньому від 42 до 56 кілометрів, але її найтовстіша ділянка вдвічі більша: 90 кілометрів.
“Марсіанська кора (в середньому) набагато товща, ніж у Землі чи Місяця”, – сказав Кім, додавши, що менші планетарні тіла в Сонячній системі, як правило, мають товстішу кору, ніж більші тіла.
Товщина земної кори коливається в середньому від 13 до 17 кілометрів, тоді як сейсмометри місячних місій “Аполлон” 1960-х і 1970-х років визначили, що товщина місячної кори коливається від 34 до 43 кілометрів.
Команда InSight виявила, що марсіанська кора найтонша в ударному басейні Ісідіс – стародавньому кратері шириною близько 1200 кілометрів. У цьому басейні, розташованому на межі між сильно порізаною кратерами південною гірською місцевістю Марса і північною низовиною, товщина марсіанської кори становить лише близько 10 кілометрів.
Однак у найтовщому місці кора залягає на глибині 90 кілометрів у величезному регіоні Тарсіс і простягається майже на ширину Сполучених Штатів від краю до краю: це близько 8 000 кілометрів в поперечнику. Тарсіс лежить в основі величезної системи радіальних розломів, які покривають близько третини поверхні Марсу. Він також є домом для величезних вулканічних рівнин і трьох найбільших вулканів Марса.
“Нам пощастило спостерігати цей землетрус. На Землі нам було б важко визначити товщину земної кори за допомогою землетрусу такої ж сили, який стався на Марсі, – пояснив Кім. “Хоча Марс менший за Землю, він ефективніше транспортує сейсмічну енергію”. Результати команди також підтвердили контраст між північною та південною півкулями Марса. Північ планети складається з плоских низовин, тоді як на півдні розташовані високі плато.
Так звана “марсіанська дихотомія” між північчю і півднем спостерігалася астрономами та планетологами принаймні з часів першої орбітальної місії Mariner 9 NASA в 1971-72 роках, як свідчить рецензоване дослідження, опубліковане у 2007 році. Початкові гіпотези про цю різницю були пов’язані зі складом гірських порід, каже Кім. “Одна порода була б щільнішою за іншу”.
Однак нові дослідження підтверджують, що склад породи тут ні до чого. Хоча склад гірських порід однаковий в обох півкулях, товщина кори відрізняється, і це пояснює марсіанську дихотомію. На основі сейсмічних спостережень InSight і гравітаційних даних дослідники заявили, що вони продемонстрували, що щільність кори в північній низовині та південному нагір’ї подібна.
Виявлена щільність відповідає сейсмічним спостереженням InSight за вищезгаданими метеоритними ударами, які свідчать про те, що кора на півночі та півдні складається з одного і того ж матеріалу. (Те, як сейсмічні хвилі поширюються через кам’янисту кору, дозволяє дослідникам зробити висновок про її склад).
Відкриття командою товстої марсіанської кори в деяких місцях також проливає світло на те, як планета генерує тепло, і як це змінювалося протягом історії Марсу. Основним джерелом тепла з надр Марса є радіоактивний розпад таких елементів, як торій, уран і калій.
Команда теоретично припускає, що від 50% до 70% цих елементів, що виробляють тепло, знаходяться в марсіанській корі. Таким чином, різниця в товщині цієї кори на Марсі може пояснити, чому існують локальні регіони планети, під якими процеси плавлення можуть відбуватися і сьогодні, оскільки в цих гарячих точках також міститься більше радіоактивних матеріалів, що генерують тепло.
“Це відкриття є дуже цікавим і дозволяє покласти край тривалій науковій дискусії про походження і структуру марсіанської кори”, – сказав Кім.
Читайте також :