Благодаря данным марсианского аппарата InSight планетологи впервые определили толщину коры и мантии Марса, а также вычислить диаметр его ядра. Исследование опубликовал научный журнал Geophysical Research Letters. "Подобные данные помогут нам понять, как возник Марс и как формируются планеты в целом. Толщину коры и мантии Марса в прошлом вычисляли с помощью теоретических моделей, и InSight дал нам первую возможность проверить и улучшить их", – рассказал один из авторов исследования, профессор Райсовского университета в Хьюстоне (США) Алан Левандер.
Спускаемый модуль InSight – совместный проект NASA, Германского авиационно-космического центра (DLR )и Национального центра научных исследований Франции. Он совершил посадку на поверхность Марса в декабре 2018 года. Его главные задачи – поиски следов марсотрясений и изучение внутренней структуры Красной планеты. Его научная работа началась в феврале прошлого года, когда немецкие и американские ученые завершили установку сейсмографа SEIS и начали разворачивать буровую установку HP3. Первую задачу InSight решил в первые полгода после посадки: он зафиксировал более 170 марсотрясений. Часть из них сформировались на большой глубине и были достаточно мощны, чтобы пройти через всю толщу марсианских недр. Этим воспользовались ученые для того, чтобы изучить структуру Марса и определить размеры его ядра.
На Земле, как пишут Левандер и его коллега Сычжуан Дэн, подобные замеры обычно проводят на основе данных с нескольких сейсмических станций, которые расположены в разных уголках планеты. На Марсе же у планетологов только один сейсмометр, поэтому они разработали альтернативную методику анализа сигналов с SEIS. В частности, ученые попытались выделить в собранной информации те периодические изменения в свойствах сейсмического шума, которые связаны с наступлением дня и ночи, а также другими повторяющимися явлениями. Вдобавок планетологи выделили своеобразные "отражения" этих шумов от разных слоев внутри недр Марса. Сами по себе подобные колебания носят случайный характер, однако если они повторяются периодически, то из них можно извлечь информацию о поверхностях, от которых они отражаются.
Руководствуясь подобными соображениями, Дэн и Левандер проанализировали весь массив данных SEIS. Они выделили три набора сигналов, связанных с конкретными слоями в недрах Марса, которые расположены на глубине в 35, 1110-1170 и 1520-1600 км от поверхности планеты. Первый из них – аналог земной поверхности Мохоровича. Эта линия четко отделяет породы мантии от пород коры. Вторая представляет собой условную границу между нижней и верхней частью мантии Марса. Там доминируют два разных типа пород – оливин и продукт его превращения под действием высоких температуры и давления – вадслеит. Он гораздо быстрее пропускает сейсмические волны, чем оливин, что отражается в сейсмических сигналах, которые были зафиксировал SEIS.
В свою очередь, на глубине в 1520-1600 км, по мнению ученых, находится граница между нижней мантией Марса и поверхностью его жидкого ядра. Это означает, что его радиус составляет от 1730 до 1840 км. Это сопоставимо с результатами некоторых прошлых теоретических оценок того, как устроены недра Красной планеты. Последующие наблюдения, как надеются исследователи, покажут, есть ли в ядре Марса твердая металлическая сердцевина. Знать это важно для того, чтобы понимать, было ли у Красной планеты в прошлом сильное магнитное поле, а также чтобы узнать, почему оно исчезло.
