Під поверхнею Марса залишилися свідчення насильницького минулого планети

Кам′янистий матеріал, що вдарив у Марс, зараз розкиданий величезними грудками по всій мантії планети, і надає підказки про внутрішню будову Марса та його давнє минуле.

Про це розповідають в NASA, передають OstanniPodii.com.

Глибоко під поверхнею планети були виявлені фрагменти, які, ймовірно, є залишками від масивних ударів, що сталися на Марсі 4,5 мільярда років тому. Відкриття було зроблено завдяки знятому з експлуатації посадковому апарату NASA InSight, який зафіксував ці знахідки перед закінченням місії у 2022 році.

Давні удари вивільнили достатньо енергії, щоб розплавити ділянки ранньої кори та мантії розміром з континент, перетворивши їх на величезні магматичні океани, одночасно зануривши уламки ударного тіла й марсіанські уламки глибоко в надра планети.

Неможливо точно сказати, що саме впало на Марс: рання Сонячна система була заповнена різними кам′янистими об′єктами, які могли це зробити, включаючи деякі настільки великі, що фактично були протопланетами. Залишки цих ударів досі існують у вигляді грудок розміром до 4 кілометри в діаметрі, розкиданих по всій мантії Марса. Вони є свідченням, яке збереглося тільки на таких планетах, як Марс, де відсутність тектонічних плит не дозволила внутрішній частині планети бути перемішаною, як це відбувається на Землі в результаті процесу, відомого як конвекція.

Про це відкриття було повідомлено 28 серпня в дослідженні, опублікованому в журналі Science.

«Ми ніколи раніше не бачили внутрішню частину планети в таких деталях і з такою чіткістю», — сказав головний автор роботи Константінос Чараламбус з Імперського коледжу Лондона. «Ми бачимо мантію, усіяну стародавніми фрагментами. Те, що вони збереглися до наших днів, свідчить про те, що мантія Марса еволюціонувала повільно протягом мільярдів років. На Землі такі особливості, ймовірно, були б значною мірою знищені».

InSight, який керувався Лабораторією реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії, розмістив перший сейсмометр на поверхні Марса у 2018 році. Цей надзвичайно чутливий прилад зафіксував 1319 марсотрусів до закінчення місії посадкового модуля у 2022 році.

Марсотруси генерують сейсмічні хвилі, які змінюються при проходженні через різні види матеріалів, що дає вченим можливість досліджувати внутрішню будову планети. На сьогодні команда InSight виміряла розмір, глибину та склад кори, мантії та ядра Марса. Останнє відкриття щодо складу мантії свідчить про те, скільки ще цікавого чекає на нас у даних InSight.

«Ми знали, що Марс є капсулою часу, яка містить записи про його раннє формування, але не очікували, що за допомогою InSight ми зможемо побачити все так чітко», — сказав Том Пайк з Імперського коледжу Лондона, співавтор дослідження.

Полювання на марсотруси

На Марсі немає тектонічних плит, які викликають марсотруси, схожі на землетруси на нашій планеті. Але на Землі є два інших типи землетрусів, які також трапляються на Марсі: ті, що спричинені тріщинами в каменях під впливом тепла та тиску, і ті, що спричинені ударами метеоритів.

Згідно з роботою, опублікованою на початку цього року в Geophysical Research Letters, з цих двох типів удари метеоритів на Марсі створюють високочастотні сейсмічні хвилі, які проходять від кори глибоко в мантію планети. Розташована під корою планети, мантія Марса може мати товщину до 1550 кілометрів і складається з твердої породи, температура якої може досягати 1500 градусів Цельсія.

Затримані сигнали

У новій статті в журналі Science описано вісім марсотрусів, сейсмічні хвилі яких містили сильну високочастотну енергію, що досягала глибин мантії, де сейсмічні хвилі зазнавали значних змін.

«Коли ми вперше побачили це в наших даних про марсотруси, ми подумали, що уповільнення відбувалося в марсіанській корі», — сказав Пайк. «Але потім ми помітили, що чим далі сейсмічні хвилі проходять через мантію, тим більше затримуються ці високочастотні сигнали».

За допомогою комп′ютерних моделювань на планетарному рівні команда побачила, що уповільнення та змішування відбувалися тільки тоді, коли сигнали проходили через невеликі локалізовані області в мантії. Вони також визначили, що ці області, схоже, є грудками матеріалу, склад якого відрізняється від складу навколишньої мантії.

Розгадавши одну загадку, команда зосередилася на іншій: як ці грудки туди потрапили.

Повернувшись у минуле, вони дійшли висновку, що грудки, ймовірно, потрапили туди у вигляді гігантських астероїдів або іншого кам′янистого матеріалу, який впав на Марс на початку існування Сонячної системи, утворивши океани магми, коли вони проникли глибоко в мантію, принісши із собою фрагменти кори та мантії.

Чараламбус порівнює цю картину з розбитим склом — кілька великих осколків з безліччю дрібніших фрагментів. Ця картина узгоджується з великим вивільненням енергії, яке розкидало багато фрагментів матеріалу по всій мантії. Вона також добре узгоджується із сучасними уявленнями про те, що на початку існування Сонячної системи астероїди та інші планетарні тіла регулярно бомбардували молоді планети.

На Землі кора та верхня частина мантії постійно переробляються тектонічними плитами, які штовхають край плити в гаряче внутрішнє ядро, де завдяки конвекції гарячіший, менш щільний матеріал підіймається, а холодніший, щільніший матеріал опускається. На відміну від цього, на Марсі немає тектонічних плит, і його внутрішнє ядро циркулює набагато повільніше. Той факт, що такі дрібні структури все ще видно сьогодні, за словами Чараламбуса, «говорить нам, що Марс не зазнав інтенсивного перемішування, яке б згладило ці нерівності».

Таким чином, Марс може вказати на те, що може ховатися під поверхнею інших кам′янистих планет, які не мають тектонічних плит, включаючи Венеру та Меркурій.

• Марс