|
Северная ледяная шапка Марса на удивление молода
|
|
|
|
Если вы когда-либо смотрели на Марс в телескоп, то, вероятно, заметили две его полярные ледяные шапки. Северная шапка состоит в основном из водяного льда — наиболее очевидного признака того, что когда-то Марс был более влажным и теплым миром. Команда исследователей из Немецкого аэрокосмического центра (DLR) использовала эту ледяную шапку, чтобы сделать удивительные открытия о ней и о том, что она говорит нам о недрах Марса. Исследование опубликовано в журнале Nature.
|
|
|
|
По словам Эдриена Броке и команды планетологов DLR, северная полярная шапка на Марсе довольно молодая. Они выяснили это, применив методы, используемые для измерения влияния ледяных покровов на поверхность Земли. Эффект, который вызывает повсеместное оледенение, называется "изостатическая перестройка ледников", и это все еще происходит в таких местах, как Скандинавия. По сути, это постоянное движение суши, поскольку поверхность Земли деформируется под действием веса льда. Скорость деформации зависит от конкретных характеристик подстилающей мантии.
|
|
|
|
Большие площади нашей планеты временами покрывались толстыми ледниковыми покровами. В последний раз это происходило во время ледникового периода, который закончился около 11 700 лет назад. Эти слои "отягощали" поверхность, сжимая ее. По мере того как ледники таяли, поверхность снова начала подниматься в процессе, называемом "изостатическим восстановлением". Скорость как опускания, так и последующего подъема говорит кое-что о недрах Земли, особенно о мантии. Представьте, что вы надавливаете на губку, а затем наблюдаете, как она расширяется, когда вы убираете руку.
|
|
|
|
|
|
|
Изучаете отскакивающую ледяную шапочку
|
|
|
|
Броке и его команда решили измерить изостатический отскок льда на Марсе под северной ледяной шапкой. Его ширина составляет около 1000 километров, а толщина - 3 километра. Они изучили его формирование, объединив модели тепловой эволюции планеты с расчетами изостатической корректировки ледников, а также гравитационными, радарными и сейсмическими наблюдениями.
|
|
|
|
Команда пришла к выводу, что северная полярная шапка Марса довольно молода, и это оказывает давление на грунт под ней. "Мы показали, что ледяной покров выталкивает подстилающий грунт в мантию со скоростью до 0,13 миллиметра в год", - сказал Броке. По словам члена команды Аны-Каталины Плеса, это довольно небольшая деформация. "Небольшие скорости деформации указывают на то, что верхняя мантия Марса холодная, очень вязкая и намного более жесткая, чем верхняя мантия Земли", - сказала она.
|
|
Понимание строения планет
|
|
|
|
Так как же измерения содержания льда на поверхности планет могут рассказать нам так много? Помните, что скалистые планеты, такие как Земля и Марс, находятся в состоянии постоянных изменений. Эти изменения могут варьироваться от кратковременных событий, таких как извержения вулканов, до продолжительных, таких как ледниковые периоды. Каждое изменение влияет на поверхность, а также на скорость, с которой поверхность деформируется и "возвращается в норму". Ученые-геологи используют такие методы, как изучение изостатической перестройки ледников, для исследования глубин под поверхностью, чтобы понять характеристики этих слоев.
|
|
|
|
Когда лед давит на поверхность, величина разрежения зависит от вязкости мантии. Это показатель того, насколько каменистые породы мантии сопротивляются течению. Горные породы мантии Земли более чем в триллион раз более вязкие, чем асфальт. Однако они все еще деформируются и протекают в геологических масштабах, измеряемых миллионами лет.
|
|
|
|
Используя радиолокационные данные и другие методы для изучения скорости опускания и подъема земной поверхности, ученые могут определить вязкость мантии. Как оказалось, если применить те же методы к Марсу, он преподнесет некоторые сюрпризы, в том числе, кажущийся холодным северный полюс и недавно проявившие вулканическую активность экваториальные области.
|
|
Оценка внутренней части Марса
|
|
|
|
Чтобы понять, почему внутренняя часть Марса такая, какая она есть, вам нужны оценки гравитационного поля Марса (которое варьируется), сейсмические измерения, выполненные посадочным аппаратом InSight, и другие данные. Все это помогает определить скорость разрежения и отскока на поверхности и в недрах Красной планеты. Результат? Похоже, что поверхность под северным полюсом Марса не успела полностью деформироваться под тяжестью льда.
|
|
|
|
По оценкам группы Броке, площадь поверхности северного полюса Марса в настоящее время уменьшается со скоростью до 0,13 миллиметра в год. Если это происходит так медленно, то вязкость верхней мантии говорит нам о том, что внутри Марса довольно холодно.
|
|
|
|
Измерения, проведенные командой, показывают, что ледяная шапка молода — намного больше, чем любой другой крупномасштабный объект, наблюдаемый на планете. Скорее всего, ей от 2 до 12 миллионов лет.
|
|
|
|
В других местах на планете, возможно, не так холодно, как в полярных регионах. "Хотя мантия под северным полюсом Марса, по оценкам, холодная, наши модели все еще способны предсказать наличие локальных зон расплавления в мантии вблизи экватора", - сказала соавтор исследования Дорис Брейер.
|
|
|
|
Эти результаты представляют собой первый случай, когда ученые обнаружили изостатическую корректировку ледников, действующую на другой скалистой планете. Будущие миссии на Марс могут включать в себя больше приборов для измерения подъема и опускания поверхности Марса в ответ на оледенение.
|
|
|
|
Источник
|
