Марс оказался планетой-мигрантом

Международная группа ученых объяснила глубокие различия в составе Земли и Марса тем, что Красная планета сформировалась не там, где она находится сейчас, а значительно дальше — в Главном поясе астероидов. Лишь затем она мигрировала внутрь Солнечной системы, что и объясняет странности в ее составе. Соответствующая статья опубликована в Earth and Planetary Science Letters.

После высадок земных аппаратов на Марс и обнаружения на Земле метеоритов марсианского происхождения встал вопрос о том, почему Красная планета так сильно отличается по составу от нашей. Например, силикаты, обнаруженные на ней по плотности сильно уступают земным. При этом состав твердых планет, формировавшихся столь близко друг от друга, как Марс и Земля в теории должен быть очень близок.

Авторы новой работы попробовали смоделировать процесс образования обеих планет в рамках гипотезы Великого лавирования. Это доминирующее на сегодня объяснение базовых странностей Солнечной системы — например, того, что масса Венеры и Земли во много раз больше, чем Марса. По этой гипотезе, Юпитер и Сатурн в ходе гравитационного взаимодействия друг с другом и с Солнцем вначале мигрировали ближе к светилу — вплоть до орбиты сегодняшнего Марса — а затем вернулись обратно. По пути они, словно «пылесосом», зачистили район Главного пояса астероидов от протопланетных мелких тел, отчего там так и не образовалось новых планет. Попутно частично «зачистили» и орбиту Марса, отчего его масса в девять раз меньшей земной.

Однако в нескольких процентах случаев в моделировании исследователей оказывалось, что Марс образовался не там, где он находится сейчас, а в 1,5 раза дальше от Солнца — в Главном поясе астероидов. В этом случае у него действительно должна быть меньшая плотность. За счет «гравитационного пылесоса», в виде мигрировавшего через пояс Юпитера, наиболее тяжелые и плотные протопланетные тела были захвачены оттуда. Поэтому на долю молодого Марса достались лишь наиболее легкие силикаты.

Затем, в силу гравитационной нестабильности от прохождения больших планет, Марс мигрировал ближе к Солнцу. Это может объяснять и то, почему ранний Марс был теплее сегодняшнего и на нем было больше воды. Пояс астероидов дальше от Солнца, и водный лед оттуда слабее испаряется солнечными лучами. Поэтому сперва молодая планета имела больше воды и легких газов. Лишь затем она утратила их основную часть под действием солнечного ветра при отсутствии собственного защитного магнитного поля.