Внутренняя часть Марса не гладкая и однородная, как на привычных иллюстрациях в учебниках. Новые исследования показывают, что она больше похожа на неровное пирожное, чем на глазированное печенье, как это обычно изображают. Причина этого — следы давних столкновений.
Данные миссии InSight
Мы часто представляем себе скалистые планеты, такие как Земля и Марс, с гладким, слоистым внутренним составом — с корой, мантией и ядром, расположенными друг над другом, как бисквитная основа, карамельная середина и шоколадная глазурь печенья Millionaire’s Shortbread. Но реальность для Марса несколько менее опрятна.
Сейсмические колебания, обнаруженные миссией NASA InSight, обнаружили незначительные аномалии, что побудило ученых из Имперского колледжа Лондона и других учреждений раскрыть более хаотическую реальность: мантия Марса содержит древние фрагменты шириной до 4 км, сохранившиеся со времен ее формирования, как геологические окаменелости.
История гигантских столкновений
Марс и другие скалистые планеты образовались около 4,5 млрд лет назад, когда пыль и скалы, вращавшиеся вокруг молодого Солнца, постепенно сплотились под действием гравитации.
Когда Марс уже почти сформировался, на него упали гигантские объекты размером с планету в результате серии почти катастрофических столкновений — таких, которые, вероятно, также сформировали Луну Земли.
«Эти колоссальные удары освободили достаточно энергии, чтобы расплавить большие части молодой планеты, превратив их в огромные магматические океаны, — сказал ведущий исследователь доктор Константинос Хараламбус с кафедры электротехники и электроники Имперского колледжа Лондона. «Когда эти магматические океаны остыли и кристаллизовались, они оставили после себя куски материала с отличным составом — и мы считаем, что именно их мы сейчас обнаруживаем в глубинах Марса».
Эти ранние удары и их последствия разбросали и смешали фрагменты ранней коры и мантии планеты — и, возможно, обломки упавших объектов — в расплавленное внутреннее ядро. По мере медленного охлаждения Марса эти химически разнообразные куски застряли в медленно перемешиваемой мантии, как ингредиенты, добавленные в смесь для приготовления шоколадного печенья «Роки Роуд», и перемешивание было слишком слабым, чтобы полностью выровнять все.
В отличие от Земли, где тектонические плиты постоянно перерабатывают земную кору и мантию, Марс рано закрылся под неподвижной наружной корой, сохранив свое внутреннее ядро как геологическую капсулу времени.
Слушая Марс
Доказательства исходят из сейсмических данных, записанных посадочным аппаратом NASA InSight, в частности, из восьми особо четких марсианских землетрясений, в том числе двух, вызванных двумя недавними ударами метеоритов, оставивших на поверхности Марса кратеры шириной 150 м.
InSight улавливает проходящие через мантию сейсмические волны и ученые смогли увидеть, что волны с более высокими частотами достигали его датчиков с места удара дольше. Эти признаки интерференции, по их словам, свидетельствуют о том, что внутренняя часть планеты грубая, а не гладкая.
«Эти сигналы показали четкие признаки интерференции во время прохождения через глубокие слои Марса, — сказал доктор Хараламбус. — Это согласуется с мантией, наполненной структурами разного происхождения — остатками раннего периода существования Марса».
Отличия геологического строения Марса от Земли
Для сравнения, земная кора постоянно медленно смещается и перерабатывает материал с поверхности в мантию нашей планеты — на тектонических плитах, таких как зона субдукции Каскадия, где часть плит, образующих дно Тихого океана, погружается под североамериканскую континентальную плиту.
Обломки, обнаруженные в мантии Марса, имеют поразительную форму: несколько больших фрагментов — шириной до 4 км — окружены множеством меньших. Ученые обнаружили, что так называемое «фрактальное распределение» обломков в мантии Марса происходит, когда энергия катастрофического столкновения превосходит прочность объекта. При этом объект разбивается на несколько больших осколков и большое количество более мелких кусков, как, например, при падении метеорита на планету.
Это открытие может иметь значение для нашего понимания того, как другие скалистые планеты, такие как Венера и Меркурий, эволюционировали в течение миллиардов лет. Это новое открытие сохранившегося внутреннего состава Марса дает редкую возможность заглянуть в то, что может укрываться под поверхностью неподвижных миров.
По материалам phys.org
