Зонд Mars InSight нарешті розкрив повну картину внутрішньої будови червоної планети.
Mars InSight виміряв близько 733 землетрусів і створив геологічні карти мантії, кори і ядра Марса. Це перший випадок використання сейсмічних даних для дослідження внутрішньої структури планети, відмінної від Землі. Це значущий крок у розумінні еволюції кам'яних планет у нашій Сонячній системі.
Крім того, землетруси допомогли встановити товщину і структуру кори і мантії, а також виявити напрочуд велике рідке ядро з низькою щільністю. Ці результати були опубліковані в трьох статтях журналу Science і є приголомшливим досягненням наукової інновації та наполегливої праці.
"Це дослідження - шанс, який випадає раз у житті", - зазначив планетарний сейсмолог Саймон Штелер зі Швейцарії.
Вченим знадобилося сотні років, щоб виміряти ядро Землі; після місій "Аполлон" їм знадобилося 40 років, щоб виміряти ядро Місяця. Але зонду Mars InSight знадобилося всього два роки, щоб виміряти ядро Марса.
Землетруси - дивовижне явище, яке починається в одній точці і поширюється по всій поверхні планети, а потім може відбиватися від інших об'єктів, таких як місяць або зірка.
За допомогою сейсмічних карт, які складаються на основі фізичних даних від відбиття сейсмічних хвиль, можна виміряти об'єкти на Землі.
Раніше вважалося, що Марс не має значної геологічної активності. На планеті немає тектонічних плит, тільки один шар земної кори. Незважаючи на наявність давніх вулканічних регіонів, нової вулканічної активності не спостерігалося.
Крім того, на Марсі немає глобального магнітного поля, яке виникає завдяки динамо - рідині (ядру), що обертається, конвективній та електропровідній (ядру), на Землі, яка перетворює кінетичну енергію на магнітне поле і розкручує його в просторі.
Нещодавні дослідження вказують на те, що Марс не є неживою планетою, як ми раніше думали. З'явилися ознаки вулканічної активності, а у квітні 2019 року зонд InSight засік перші марсотрясіння, що стало прямим доказом сейсмічної активності на планеті.
Відтоді було зареєстровано понад 700 марсотрясінь, з яких близько 35 були досить сильними для сейсмічного картування. Це вражаюче досягнення, враховуючи, що InSight - це всього лише один зонд, а для сейсмічного картування на Землі потрібне використання безлічі станцій моніторингу.
Планетарний сейсмолог Філіп Логнонне з Паризького університету у Франції пояснює, що "прямі сейсмічні хвилі від землетрусу нагадують звук наших голосів у горах: вони виробляють відлуння".
Дослідники шукають ці відлуння-сигнали в сигналах, відбитих від різних шарів Марса, включно з ядром і межею між корою і мантією.
Дослідження також показали, що кора Марса складається щонайменше з двох шарів і має товщину від 24 до 72 кілометрів у середньому. Ці нові дані дають вченим цінну інформацію про внутрішню структуру планети і допомагають краще розуміти її історію та еволюцію.
Несподівано виявлено пористий верхній шар і дуже тонку кору на Марсі, що вказує на високу частку радіоактивних елементів і, можливо, неправильне уявлення якісного складу кори в попередніх моделях.
Сейсмологічні дані показали, що контрасти швидкостей у різних матеріалах нагадують оптичні явища, як-от відбиття і заломлення. Мантія Марса складається з одного шару породи, і тверда літосфера простягається на 400-600 кілометрів. Сейсмічні дані підтверджують, що Марс колись був повністю розплавлений і має щільну літосферу, що добре узгоджується з моделлю "одноплитної планети".
Щодо марсіанського ядра і його меж, мантія Марса, ймовірно, має тільки один шар, а ядро виявилося набагато більшим, ніж передбачалося раніше, і його радіус становить близько 1 830 кілометрів.
Ядро рідке і, ймовірно, містить більш легкі елементи, як-от сірка, кисень, вуглець і водень, які впливають на мінералогію кордону ядра і мантії. Ця інформація може допомогти встановити, як Марс втратив своє динамо і пов'язане з ним магнітне поле, що є важливою інформацією для опису планетарного динамо і магнітних полів загалом.
