Новый взгляд на внутреннюю часть Марса был представлен во время Европейский научный конгресс 2024 г.где ученые опубликовали обновленную гравитационную карту планеты. На этой карте показаны плотные, крупномасштабные структуры, расположенные под древним марсианским океаном, а также доказательства того, что процессы в мантии напрямую влияют на гору Олимп, крупнейший вулкан Солнечной системы.
Исследование основано на данных, собранных несколькими миссиями, такими как вышедший из эксплуатации зонд Insight НАСА (внутренние исследования с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла), а также информация о небольших изменениях орбиты со спутников, которые контролируют Марс.
Гравитационная карта Марса. Красные кружки показывают видные вулканы, а черные кружки — зоны ударов диаметром более 100 км. Сигнал высокой гравитации расположен в вулканическом регионе Тарсис (красная область в правом центре изображения), который окружен кольцом аномалии отрицательной гравитации (показано синим цветом). Авторы и права: Рут и др.
Новое исследование бросает вызов традиционным геологическим концепциям Марса
Скоро будет опубликовано в научном журнале JGR: ПланетыИсследование, проведенное Бартом Рутом из Делфтского технологического университета (Нидерланды), бросает вызов традиционным геологическим концепциям и предполагает необходимость нового подхода к пониманию динамики планеты.
Одним из основных вопросов обсуждения в исследовании Рута является сомнение в концепции изгибной изостазии, геологической теории, объясняющей, как литосфера (жесткий внешний слой планет) реагирует на большие нагрузки.
Карта показывает плотные гравитационные структуры в северном полушарии. Области, выделенные черными линиями, представляют собой крупномассовые аномалии, не коррелирующие с геологией и топографией. Авторы и права: Рут и др.
На Земле изгибную изостазию можно наблюдать в Гренландии, где огромный ледниковый покров давит на литосферу. Когда этот лед тает, почва Гренландии начинает подниматься.
Та же логика, согласно этой теории, должна быть применена и к Марсу. Однако в случае с горой Олимп и вулканическим регионом Тарсис-Монтес, который включает в себя еще три крупных вулкана, происходит нечто иное.
Согласно исследованию, теория о том, что вулканический регион Тарсис должен вызывать значительную депрессию на поверхности Марса, не подтверждается. Напротив, Тарсис-Монтес значительно выше остальной части планеты, что противоречит идее о том, что вулканическая масса должна погружать земную кору. Это говорит о том, что геологические процессы на Марсе работают иначе, чем считалось ранее.
Читать далее:
Планета может вернуться и проявить вулканическую активность в будущем
Миссия Insight предоставила ценные данные о гравитационном поле Марса, дополнив исследования и побудив ученых пересмотреть свои выводы. Исследователи полагают, что процессы в мантии толкают Фарсис Монтес вверх. Анализы выявили наличие подземной массы диаметром около 1750 км на глубине 1100 км, которая могла быть поднимающимся мантийным плюмом.
Это открытие актуально, поскольку указывает на то, что Марс все еще может быть геологически активным. Шлейф, масса горячего материала из мантии, поднимающаяся к земной коре, будет отвечать за нейтрализацию нисходящего давления, создаваемого вулканами, и поднимет Фарсис Монтес.
Хотя на Марсе в настоящее время нет видимых признаков вулканической активности, данные показывают, что в регионе Тарсис за последние несколько миллионов лет наблюдались эпизоды вулканической активности. Если шлейф продолжит подниматься, существует вероятность того, что в какой-то момент в будущем на планете снова может проявиться вулканическая активность.
Еще одним ярким моментом исследования являются гравитационные аномалии, обнаруженные под полярными равнинами северного Марса. Эти аномалии предполагают существование плотных структур, погребенных под толстым слоем осадочных пород, которые, возможно, относятся к тому времени, когда на планете были океаны. Структуры имеют плотность на 300–400 кг/м³ выше, чем окружающий материал, что может указывать на их вулканическое происхождение или быть результатом древних воздействий.
Эти особенности, подобные гравитационным аномалиям, наблюдаемым в ударных бассейнах на Луне, предлагают интригующее понимание геологической истории Марса. Однако образования, обнаруженные в северном полушарии планеты, не имеют следов воздействия на поверхность, что вызывает еще больше сомнений в их происхождении.
Чтобы разгадать эти загадки и улучшить понимание недр Марса, ученые предлагают новую миссию MaQuls (аббревиатура на английском языке, означающая что-то вроде «Марсианская квантовая гравитация»), описанную в статье, опубликованной в декабре 2023 года в журнале. НаукаДирект.
Вдохновленный предыдущими миссиями, такими как GRAIL (Лаборатория гравитационного и внутреннего восстановления) и GRACE (Эксперимент по восстановлению гравитации и климата), которые составили карту гравитации Луны и Земли соответственно, MaQuls будет использовать два спутника, соединенных оптической связью, чтобы получить точные данные. измерения гравитационного поля Марса.
Лиза Вернер, директор Института спутниковой геодезии и инерциального зондирования Немецкого аэрокосмического центра (DLR), представившая предложение миссии MaQuls, заявила, что «наблюдения в рамках этого проекта позволят нам лучше исследовать недра Марса, помогая понять загадочные структуры, скрытые области и изучение процессов, происходящих в мантии Марса». Она добавляет, что «это также поможет нам отслеживать сезонные изменения в атмосфере и даже определять возможные резервуары подземных вод».