Ученые открыли новый жидкий слой в недрах Марса

Марс имеет не только жидкое металлическое ядро, но и частично расплавленную мантию. К такому выводу в статье в Nature пришла международная группа ученых, в которую вошла планетолог из Института физики Земли РАН.

Американский марсианский посадочный зонд InSight был запущен с Земли в 2018 году, его целью было изучение особенностей внутреннего строения планеты, в том числе — сейсмической активности.

Основываясь на полученных данных, ученые впервые узнали об особенностях внутреннего строения планеты, в центре которой есть металлическое жидкое ядро. Последующие исследования позволили изучить сейсмические особенности планеты и зафиксировать марсотрясения от отдельных ударов метеоритов, от которых удавалось визуально обнаружить свежие кратеры. Так, в недавней публикации ученые из Оксфордского университета, не найдя кратера, соответствующего крупнейшему зарегистрированному марсотрясению магнитудой 4,7, пришли к выводу, что его источником был не удар метеорита, а мощный тектонический сдвиг в недрах планеты.

Однако последующее исследование сейсмических волн, дошедших до зонда при другом мощном ударе метеорита, 18 сентября 2021 года, позволило ученым пересмотреть ранее принятые модели строения планеты.

Измерив время прохождения этих волн, ученые выяснили, что жидким является не только само ядро, но и слой мантии толщиной несколько десятков километров.

Это позволило уточнить существующие модели внутреннего строения планеты, и доказать, что ядро на 150-170 километров меньше, чем считалось ранее — его размер составляет примерно 1650 км. При этом плотность его выше на 5-8% и составляет 6,5 грамм на кубический сантиметр, поскольку в его состав входит меньше легких элементов.

Открытие расплавленного слоя может объяснить почти полное отсутствие магнитного поля у Марса (в сотни раз слабее земного), поскольку этот слой служит тепловым изолятором для ядра, препятствует его охлаждению и запуску процесса гидромагнитного динамо, которое есть на Земле.

«Тепловая изоляция металлического ядра Марса жидким слоем в основании мантии означает, что для образования магнитного поля, имевшегося в марсианской коре в первые 500-800 лет его эволюции, были необходимы внешние источники. Этими источниками могли быть мощные удары, или движение ядра, вызванное гравитационным взаимодействием с древними спутниками, исчезнувшими с той поры», — считает автор работы Генри Самюель из Национального центра научных исследований (CNRS, Франция).

Такая слоистая структура внутренней области мантии контрастирует со строением мантии на Земле, что указывает на два разных пути эволюции, которые прошли обе планеты. «Открытие этой стратификации марсианской мантии открывает новые горизонты для исследований, поскольку сейсмические данные инструмента SEIS миссии InSight будут пересмотрены в свете этой новой парадигмы», — считают ученые. В исследовании принимали участие ученые из США, Бельгии, а также Тамара Гудкова, главный научный сотрудник Института физики Земли Российской академии наук.