Землетрясения на Марсе показывают, что мы ошибались относительно его ядра

An artist’s reconstruction of the internal structure of Mars.

Марс может иметь твердую, пыльную оболочку, но его внутренняя часть слоистая, как челюсть, и на удивление мягкая.

Две новые статьи, опубликованные в журнале Nature, подробно описывают этот путь. сейсмические данные раскрывают специфику недр Марса. На каждом изображен слой расплавленной силикатной породы 150 километров (93 мили) толщиной в основании мантии окутывает ядро Марса из жидкого сплава железа.

Это может иметь значение для наше понимание истории Марса, но также может повлиять на то, как мы интерпретируем сейсмические данные Марса, собранные посадочным модулем Mars InSight в период с 2019 по 2022 год.

Помимо Земли, Марс — единственная планета с внутреннюю структуру, которую нам удалось исследовать с помощью сейсмических данных. InSight, работавший всего несколько лет, обнаружил сотни землетрясений, проносившихся сквозь недра Марса.

Это показало, что внутри Марса происходит гораздо больше, чем мы думали ранее, но анализ этих землетрясений грохот также раскрыл внутреннюю структуру планеты.

Диаграмма, показывающая, как сейсмические волны перемещались по недрам Марса, и вновь открытый слой. (Хан и др., Nature, 2023)

Когда землетрясения сотрясают планету, волны распространяются через различные материалы и отражаются от них по-разному. Твердый, жесткий материал будет иметь другой сейсмический профиль, чем упругий, мягкий. Ученые смогли не только использовать сейсмические данные, чтобы исследовать то, что находится внутри Марса, но и составить его подробную карту.

Эта первоначальная карта была основана на ранних данных. Две новые статьи, возглавляемые геофизиком Амиром Ханом из ETH Zürich и геофизиком Анри Самуэлем из Французского национального центра научных исследований (CNRS) соответственно, основаны на гораздо большем наборе данных, включая два огромных сейсмических события, которые, как полагают, являются результат ударов метеоритов.

Более ранние измерения показали, что у Марса было удивительно большое ядро с радиусом около 1830 километров (1137 миль). Это огромно – более половины радиуса планеты, составляющего 3390 километров (2106 миль). Это также означало, что ядро будет иметь относительно низкую плотность, что позволяет предположить, что в него было примешано изрядное количество более легких элементов.

Команды Хана и Сэмюэля провели новые измерения, и результаты обоих находятся в превосходном состоянии. соглашение. Они обнаружили, что то, как сейсмические волны отражаются вокруг Марса, указывает на наличие слоя расплавленной породы толщиной около 150 километров, окружающего ядро.

Диаграмма, демонстрирующая измерения исследователей. (ван дер Ли, Nature, 2023)

Это, в свою очередь, означает, что ядро должно быть меньше — от 1650 до 1675 километров (от 1025 до 1040 миль). ) по радиусу. Это соответствует предыдущим оценкам размера ядра Марса, сделанным до начала наблюдений InSight за внутренней частью планеты.

Если ядро меньше, это означает, что оно также плотнее, а значит, в нем нет необходимости эти дополнительные более легкие элементы, чтобы взбить его. Это гораздо больше соответствует нашему пониманию химического состава Марса.

Учитывая, что состав ядра Марса содержит подсказки о его истории, гипотетическое присутствие более легких элементов ранее было связано с потерей глобального магнитного поля Марса. поле – это может помочь ученым понять, как Марс стал таким, какой он есть сегодня: пыльным, засушливым, безжизненным и захватывающим.

Хотя обе статьи сходятся во мнении о расплавленной природе слоя, а также о его размера, у них разные теории о том, как он туда попал. Будущие исследования могут помочь раскрыть загадочную историю и эволюцию Марса.

Документы Хана и др. и Сэмюэл и др. оба были опубликованы в журнале Nature. Их можно найти здесь и здесь.