Есть мнение, что на Марсе проснулся вулкан Арсия. Не самый большой. По местным меркам средний – всего девятикилометровый. Это мнение основано на снимках сделанных станцией Mars Express, хотя, позже шлейф дыма был замечен с помощью телескопов и с Земли… Только дыма ли?
Поразмыслив, ареологи пришли к выводу, что речь, скорее, об облаке. Так бывает, если поток воздуха, переваливая через вершину, поднимается по склону и охлаждается. В атмосфере же Марса крошечная примесь водяного пара есть… Кстати, более чем «крошечной» для создания такого эффекта и не надо. Плотность дымки, на самом деле, так мала, что с поверхности самого Марса шлейф едва ли был виден. Только из космоса.
Но это – с одной стороны. С другой же, спектрографические исследования поверхности Марса показывают наличие свежих – около 2.5 миллионов лет – вулканических пород на склонах Олимпа и совсем уже молодого (200 тысяч лет) вулканического пепла вокруг одного из имеющих неизвестную глубину и не совсем понятное происхождение разломов – «борозд Цербера». Впрочем, даже и миллионы лет, – мгновение по меркам геологии. Если извержения происходили недавно, почему бы им не происходить сейчас?
...Проблема тут, собственно, в конфликте моделей. Для датировки отложений на Марсе разработаны методики. Не прямые. Поскольку в большинстве случаев взять пробы для изотопного анализа нет возможности. Методики эти основаны на земных аналогиях. Берём вулканический пепел разного возраста и смотрим, как меняются его спектральные характеристики со временем. На Земле, естественно. Теперь вносим поправки на условия поверхности Марса, – другие температуру, радиационный фон, давление и состав атмосферы. В какой-то мере теоретические расчёты даже можно проверить в лабораторных условиях… Как-то так.
То есть, модели существуют. Но их работоспособность не поддаётся прямой проверке. Что ставит под сомнение датировки, а в некоторых случаях и природу осадков.
...Представления о внутреннем строении Марса также основаны на моделях. Известно, из чего Марс состоит (спойлер: из того же, что и Земля). Известно, как меняются физические свойства минералов с ростом давления и температуры. Температура тоже, в принципе, дана в ощущении. Понятно, сколько энергии поверхность Марса получает извне, и можно (никто не говорит, что просто) измерить, сколько излучает в космос. Это даёт отправную точку для решения задачи на равновесие.
Из модели же следует, что у Марса нет жидкой мантии. Фазовое состояние вещества определяется давлением и температурой. То и другое в глубиной возрастает. Как следствие на Земле под твёрдой корой располагается жидкая мантия, – камень уже плавится, но давление ещё недостаточно велико, чтобы этому воспрепятствовать. Но глубже давление торжествует и мантия становится твёрдой. А потом – ещё раз. Образуются внешнее жидкое и твёрдое внутреннее ядро из железа.
...В сторону: Ну, сколько можно-то! Никакого водорода в ядре нет. В ядре Марса в том числе. Это уже ни разу не модель, а просто давно – сто лет как – известно. Гипотеза Ларина никогда никем не рассматривалась ввиду противоречия непосредственно наблюдаемым фактам.
С фазовыми переходами на Марсе, вообще, проще. Из-за малой массы и быстрого, соответственно, остывания, давление с глубиной растёт, опережая температуру. Твёрдой, отличаясь от коры только составом пород, образовавшихся при более высоком давлении, является вся мантия. Ядро же, содержащее, сравнительно с земным больше серы, напротив, целиком жидкое.
Степень доверия к моделям внутреннего строения планет высока, ввиду их сравнительной простоты. Там нечему ломаться. Ведь известны главные вводные, – масса и энергия, которую тело получает на этапе аккреции и распада изотопов. Скорость потери энергии также понятным образом связана с отношением объёма к поверхности. Из модели же вытекает, что последние островки жидкой мантии под достигшей толщины 50 километров корой должны были исчезнуть на Марсе около 1.5 миллиардов лет назад.
Без жидкой же мантии извержение невозможно. Ибо что такое «извержение»? Жидкий камень с растворёнными в нём летучими веществами достигает проходящей сквозь твёрдую кору трещины. Давление предсказуемо падает, и легкоплавкие компоненты вскипают. Отчасти, газ выделяется и выходит, образуя шлейф и вынося своим напором частицы твёрдого вещества – вулканический пепел. Отчасти образует микроскопические, но расширяющиеся пузырьки в лаве. Последняя расширяется и устремляется по пути наименьшего сопротивления – по трещине вверх… Всё, как в случае с убегающей кашей.
Но нужна жидкая мантия. На Марсе же – на нижней границе коры – температура недр слишком низка, чтобы камень расплавился.
Как следствие, вулканическая природа шлейфа над Арсией и была отвергнута. Что же до свидетельствующих о недавней активности отложениях, то их датировки представляются менее надёжными, нежели представления о строении планеты, извержения исключающие. Модели допускающие локальный разогрев верхней мантии поднятием плюмов (имеющих из-за теплового расширения меньшую плотности и всплывающих «пузырей» нагретой жаром ядра породы) вызывают сомнения.
Плюмы в мантии Марса движутся, – об этом свидетельствуют регистрирующиеся «марсотрясения». Однако, эпицентры их располагаются очень глубоко и никак не связаны с Арсией.
