Хотя геологи изучают недра нашей планеты с помощью сейсмических волн уже более века, только в последние десятилетия мы разработали технологии, позволяющие делать это на других планетах. Недавний анализ сейсмических данных от метеоритного удара предоставил информацию о новом слое расплавленной породы, окружающем ядро Марса.
Жидкий слой вокруг ядра Марса
Самое раннее обнаружение жидкого ядра Марса относится к 2003 году, когда ученые, использующие радиоданные с космического аппарата Mars Global Surveyor, обнаружили, что у Марса либо полностью жидкое ядро, которое еще не полностью остыло, либо жидкое внешнее ядро с твердым внутренним ядром. Более поздние данные, полученные от посадочного модуля Mars InSight, из ряда исследований, опубликованных в 2021 году, предположили, что это ядро было гораздо больше, чем ожидалось, с диаметром в целых 2 235 миль, что составляет примерно половину размера самой планеты.
InSight, что означает «Исследование недр с помощью сейсмических исследований, геодезии и теплопередачи», была миссией посадочного модуля, направленной на понимание внутренних условий Марса с помощью сейсмических волн. На Земле мы можем изучать слои недр нашей планеты с помощью сейсмических волн от землетрясений. Когда сейсмические волны проходят через разные слои Земли, они меняют направление и скорость, что можно использовать для определения размеров и состава каждого слоя. Обнаружение сейсмических волн на Марсе аппаратом InSight завершилось в конце 2022 года, но планетарные ученые все еще анализируют данные и каждый день узнают больше о марсианских недрах.
Совсем недавно в октябре 2023 года в журнале Nature были опубликованы два исследования, предоставляющие новые доказательства того, что ядро Марса не такое большое, как предполагалось в исследованиях 2021 года. Вместо этого ядро Марса казалось больше из-за слоя расплавленной породы, окружающего его, что заставляло его выглядеть больше, чем оно есть на самом деле. Исследователи смогли определить это с помощью сейсмических волн, обнаруженных после публикации исследований 2021 года. Эти сейсмические волны, вызванные ударом метеорита, проникли в ядро и позволили более точно измерить внутреннюю структуру Марса.
«Удар произвел много энергии, генерируя сейсмические волны, которые прошли через ядро Марса. До этого момента у нас не было таких данных для анализа. Они позволили нам получить совершенно новое представление о внутренней структуре Марса, особенно о глубоких структурах, которые раньше мы не могли осветить». — Амир Хан, планетарный ученый из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе.
Хотя два новых исследования расходятся во мнениях относительно того, из чего может быть состоит этот недавно обнаруженный слой расплавленной породы и насколько он плотен, оба они считают, что этот слой богат кремнием и имеет толщину около 93 миль, окружая жидкое внутреннее ядро. Этот ранее неизвестный слой также объясняет, почему выводы исследований 2021 года предполагали такое большое ядро.
Древнее магнитное поле
Плотный слой расплавленной породы, изолирующий марсианское ядро, может дать представление о том, почему у Марса отсутствует магнитное поле. На Земле охлаждение твердого внутреннего ядра вызывает движение жидкого внешнего ядра, создавая электрический ток, который поддерживает наше магнитное поле. Если ядро Марса остается жидким и не может остыть, это может объяснить отсутствие магнитной активности, которую мы наблюдаем сегодня.
Несмотря на то, что сегодня на Марсе нет активного магнитного поля, мы видим его следы в прошлом. Это в основном связано с наличием пирротина на поверхности Марса. Пирротин — это минерал, который является ферромагнитным при температуре ниже 325°C. Исследователи считают, что когда-то на Марсе была глобальная магнитная активность из-за того же железного динамо, которое питает магнитное поле Земли, но сейчас остались только участки магнетизма из-за намагниченного пирротина на поверхности.
Эта потеря магнитного поля могла произойти из-за тех же климатических изменений, которые, по мнению астрономов, стали причиной того, что на Марсе нет океанов, несмотря на географические доказательства их существования в прошлом. Другие объяснения древнего магнитного поля Марса включают интенсивную астероидную бомбардировку в ранней Солнечной системе или давно утраченные взаимодействия между красной планетой и ее лунами.
Изучение данных InSight под новым углом
Учитывая новые доказательства существования расплавленного слоя породы, окружающего жидкое внутреннее ядро Марса, планетарные ученые жаждут узнать больше. Из чего состоит этот слой и какие другие сюрпризы могут скрываться под поверхностью Марса? Новый взгляд на данные, собранные за 4 года работы InSight, может дать больше подсказок при пересмотре. Хотя InSight больше не функционирует, дополнительные наблюдения от текущих и будущих миссий могут помочь астрономам собрать пазл прошлого Марса и понять, как он пришел к своему нынешнему состоянию.
