Новое исследование раскрывает удивительные сведения о внутренней структуре и эволюции Марса

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые, участвующие в миссии НАСА InSight, представили новые результаты, которые бросают вызов нашим представлениям о внутренней структуре и эволюции Марса. Исследование, проведенное под руководством Анри Самюэля из Института физики глобуса в Париже и Аттилио Риволдини из Королевской обсерватории Бельгии, представляет новую модель внутреннего строения Красной планеты, которая включает расплавленный силикатный слой над жидким металлическим ядром.

Первоначальные предположения о внутреннем строении Марса основывались на данных миссии InSight, которые свидетельствовали об однородной по составу и полностью твердой мантии. Эти результаты указывали на наличие жидкого металлического ядра радиусом примерно 1830±40 км и относительно низкой плотностью. Однако недавний анализ сейсмических данных, полученных в результате падения метеорита в сентябре 2021 года, привел к переоценке этих предположений.

Международная группа исследователей обнаружила, что время распространения сейсмических волн, вызванных ударом метеорита, можно объяснить наличием расплавленного силикатного слоя в основании мантии Марса, над металлическим ядром. Это новое открытие побудило разработать пересмотренную модель строения, которая не только согласуется с существующими геофизическими данными, но и позволяет лучше объяснить эволюцию Марса с момента его образования.

Наличие расплавленного слоя в основании мантии помогает объяснить аномально медленное распространение сейсмических волн, дифрагированных вдоль границы ядро-мантия (CMB). Это также позволяет предположить, что прежние предположения об отражении сейсмических волн в CMB были неверными. Вместо этого сейсмические волны, скорее всего, отражаются от верхней части расплавленного слоя, расположенного на несколько десятков километров выше металлического ядра.

Одним из важных следствий новой модели является уменьшение размера металлического ядра Марса. Предыдущие оценки предполагали наличие большего ядра, но наличие расплавленного слоя указывает на меньшее ядро с радиусом 1650±20 км. Кроме того, теперь считается, что ядро на 5-8 % плотнее, чем считалось ранее, и его плотность составляет 6,5 г/см3. Эти пересмотренные оценки лучше согласуются с космохимическими данными, полученными из марсианских метеоритов и экспериментов с высоким давлением.

Авторы исследования предполагают, что во время своего формирования Марс прошел раннюю стадию магматического океана, в результате чего в основании мантии кристаллизовался стабильный слой, обогащенный железом и радиоактивными элементами. Затем тепло, выделяемое при радиоактивном распаде, привело к формированию расплавленного силикатного слоя над металлическим ядром.

Это новаторское исследование не только дает новое представление о внутреннем строении Марса, но и углубляет наше понимание эволюции планеты. Уточняя наши знания о составе Марса и геологических процессах, ученые смогут продолжить раскрывать тайны нашей соседней планеты.