RW Space

Команда ученых представила новую гравитационную карту Марса на Европланетном научном конгрессе 2024 года. Карта показывает наличие плотных крупномасштабных структур под давно исчезнувшим океаном Марса, а также то, что мантийные процессы влияют на гору Олимп, крупнейший вулкан в Солнечной системе.

Новая карта и анализ включают данные нескольких миссий, в том числе миссии НАСА InSIGHT (Исследование внутренних пространств с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла). Они также используют данные о крошечных отклонениях спутников, вращающихся вокруг Марса.

Статья «Глобальное гравитационное поле Марса раскрывает активную внутреннюю часть» будет опубликована в следующем выпуске журнала JGR: Planets. Ведущий автор — Барт Рут из Технологического университета Делфта. Некоторые результаты противоречат важной концепции геологии.

Геологи работают с концепцией, называемой изостазией изгиба. Он описывает, как внешний твердый слой планеты реагирует на крупномасштабную нагрузку и разгрузку. Этот слой называется литосферой и состоит из земной коры и самой верхней части мантии.

Когда что-то тяжелое нагружает литосферу, она в ответ погружается. На Земле хорошим примером этого является Гренландия, где массивный ледниковый покров оказывает на нее понижательное давление. Поскольку ледяные покровы Гренландии тают из-за глобального потепления, Гренландия поднимется.

Этот изгиб вниз часто вызывает поднятие прилегающих территорий, хотя эффект незначителен. Чем массивнее нагрузка, тем более выражен прогиб вниз, хотя он также зависит от прочности и упругости литосферы. Изгибная изостазия является важной идеей для понимания отскока ледников, горообразования и формирования осадочных бассейнов.

Авторы новой статьи говорят, что ученым необходимо переосмыслить, как работает изгибная изостазия на Марсе. Это из-за горы Олимп, крупнейшего вулкана в Солнечной системе, и всей вулканической области под названием Тарсис-Райз или Тарсис-Монтес. Фарсис-Монтес — это обширный вулканический регион, в котором находятся еще три огромных щитовых вулкана: гора Арсия, гора Павонис и гора Аскрей.

Изгибная изостазия утверждает, что эта массивная область должна принуждать поверхность планеты опускаться вниз. Но верно и обратное. Тарсис-Монтес находится гораздо выше, чем остальная поверхность Марса. Посадочный модуль НАСА InSIGHT также многое рассказал ученым о гравитации Марса, и вместе он заставляет исследователей пересмотреть то, как все это работает на Марсе.

«Это означает, что нам нужно переосмыслить то, как мы понимаем поддержку большого вулкан и его окрестности», — пишут авторы. «Гравитационный сигнал ее поверхности хорошо согласуется с моделью, которая рассматривает планету как тонкую оболочку».

Исследование показывает, что активные процессы в мантии Марса толкают Тарсис Монтес вверх. «Похоже, глубоко в слое Марса находится большая масса (что-то легкое), возможно, поднимающаяся из мантии», — пишут авторы. «Это показывает, что внутри Марса все еще могут происходить активные движения, образующие на поверхности новые вулканические образования».

Исследователи обнаружили подземную массу диаметром около 1750 километров и на глубине 1100 километров. Они подозревают, что это мантийный плюм, поднимающийся под Фарсис Монтес и достаточно сильный, чтобы противодействовать нисходящему давлению всей массы.

«Это говорит о том, что в настоящее время голова плюма движется вверх к литосфере, вызывая активный вулканизм в геологическое будущее», — пишут авторы в своей статье.

Существуют споры о том, насколько Марс вулканически активен. Хотя на планете нет активных вулканических образований, исследования показывают, что регион Тарсис вновь всплыл на поверхность в недалеком геологическом прошлом в течение последних нескольких десятков миллионов лет.

Если под Фарсис Монтес существует мантийный плюм , может ли он в конечном итоге достичь поверхности? Это чисто умозрительно, и для подтверждения этих результатов необходимы дополнительные исследования.

Исследователи также обнаружили другие гравитационные аномалии. Они обнаружили загадочные плотные структуры под северными полярными равнинами Марса. Они погребены под толстым и гладким слоем осадочных пород, который, вероятно, отложился на древнем морском дне.

Плотность аномалий примерно на 300–400 кг/м³ выше, чем их окружение. На Луне Земли имеются гравитационные аномалии, связанные с гигантскими ударными бассейнами. Ученые полагают, что ударные бассейны, создавшие котловины, были плотнее Луны, и их масса стала частью Луны.

Ударные котловины на Марсе также демонстрируют гравитационные аномалии. Однако аномалии в северном полушарии Марса не показывают их следов на поверхности.

«Эти плотные структуры могут иметь вулканическое происхождение или представлять собой уплотненный материал в результате древних ударов. Существует около 20 особенностей Различные размеры, которые мы определили, разбросаны вокруг территории, окружающей северную полярную шапку, один из которых напоминает форму собаки», — сказал доктор Рут.

«Похоже, что на этой территории нет никаких следов Однако благодаря данным гравитации мы можем заглянуть в более древнюю историю северного полушария Марса».

Единственный способ понять эти загадочные структуры и гравитацию Марса в целом — это получить больше данных. . Рут и его коллеги являются сторонниками миссии, которая могла бы собрать необходимые данные.

Она называется миссией «Марсианская квантовая гравитация» (MaQuls). MaQuls будет основан на той же технологии, которая использовалась в миссиях GRAIL (Лаборатория восстановления гравитации и внутренних процессов) и GRACE (Эксперимент по восстановлению гравитации и климату), которые отображали гравитацию Луны и Земли соответственно. MaQuls будет состоять из двух спутников, следующих друг за другом и соединенных оптической связью.

«Наблюдения с помощью MaQuIs позволят нам лучше исследовать недра Марса. Это поможет нам узнать больше об этих загадочных скрытых особенностях. и изучить продолжающуюся мантийную конвекцию, а также понять динамические поверхностные процессы, такие как сезонные изменения в атмосфере и обнаружение резервуаров подземных вод», — сказала д-р Лиза Вернер из DLR, которая представила миссию MaQuIs на EPSC2024 на этой неделе.

Эта статья была первоначально опубликована журналом Universe Today. Прочтите оригинал статьи.