Планетологи, занятые в марсианской автоматической миссии НАСА InSight, подвели итоги двухлетней работы станции по изучению геологического строения Красной планеты. Выяснилось, что недра Марса до сих пор проявляют сейсмическую активность. Однако она оказалась существенно ниже, чем на Земле, и ни разу не проявилась в форме поверхностных волн – самого разрушительного компонента землетрясений на нашей планете.
Аппарат-сейсмолог
Стационарный зонд InSight был отправлен на Марс для изучения внутреннего строения планеты и определения уровня ее современной тектонической активности. Главным инструментом на борту станции является прецизионный сейсмограф SEIS, созданный во Франции. Его чувствительность на порядки выше, чем у аналогичных приборов, использовавшихся на поверхности Красной планеты в ходе предыдущих миссий.
InSight совершил посадку на западе равнины Элизий, немного севернее экватора планеты, в конце ноября 2018 года, и приступил к развертыванию научного оборудования. Для повышения точности сейсмограф массой около 30 килограммов с помощью роботизированного манипулятора был установлен отдельно от посадочного модуля. Это позволило снизить количество шумов и регистрацию ложных событий, связанных с воздействием марсианских ветров.
Есть активность!
«Прослушивание» недр Марса началось уже 19 декабря 2018 года, однако на протяжении нескольких месяцев аппарат не зарегистрировал ни одного события, которое можно было бы надежно интерпретировать как проявление сейсмической активности. Был зафиксирован лишь ряд слабых вибраций, которые, вероятнее всего, вызывались действием ветра.
Регистрация первого сейсмического события произошла в начале апреля 2019 года. Отчетливый сигнал, напоминающий сейсмические толчки, зафиксированные на Луне, продемонстрировал ученым, что недра Марса все еще активны. Внутри планеты протекают тектонические процессы, вызывающие колебания слагающих ее пород.
Марс не трясет – его слегка потряхивает
После апрельского «марсотрясения» последовали другие аналогичные события, однако статистика, набранная аппаратом более чем за полтора года, оказалась довольно скромной. В общей сложности SEIS зарегистрировал 480 сейсмических событий, магнитуда которых ни разу не превышала 4,0. На Земле ежедневно отмечаются сотни тысяч колебаний такой величины.
Частота толчков также оказалась необычной. Начиная с момента первой регистрации, количество их нарастало до середины текущего года. С конца июня сейсмическая активность практически затухла, лишь в сентябре прибор отметил пять сотрясений марсианских недр.
Ученые не исключают, что в работу сейсмометра вносят серьезные помехи сильные ветры, которыми сопровождается смена сезонов марсианского года. Эти атмосферные потоки могут вызывать вибрацию верхних слоев грунта и создавать шум, мешающий работе чувствительного прибора.
Глубоко под поверхностью
Сейсмометр выявил еще одну интересную особенность «марсотрясений». В их составе ни разу не фиксировались поверхностные волны, которые на нашей планете являются самым опасным компонентом землетрясений, так как обладают наибольшим разрушительным эффектом. По параметрам поверхностных волн сейсмологи могут исследовать строение земной коры, и ученые надеялись изучить аналогичным образом кору Марса.
Однако все сейсмические колебания, зарегистрированные на Марсе, состояли только из объемных волн сжатия (продольных, или P-волн, распространяющихся в горной породе со скоростью звука) и сдвига (поперечных, или S-волн, имеющих меньшую скорость). Распространение этих волн происходит только внутри толщи породы.
Ученые предположили, что отсутствие поверхностных волн вызвано тем, что в слое породы, слагающей западный участок равнины Элизий до глубин около 10 километров, есть крупные трещины. В этом случае очаги всех сейсмических колебаний, зарегистрированных прибором SEIS, расположены ниже этого слоя.
Благодаря изучению характеристик объемных волн, пришедших на сейсмометр SEIS, ученые узнали о внутреннем строении Марса уже немало. Так, выяснилось, что внешняя граница ядра планеты находится на глубине от 1520 до 1600 км. Кора, вероятнее всего, имеет трехслойную структуру, а граница между корой и мантией пролегает в 35–37 километрах от поверхности. Внутри мантии, на глубине чуть более 1100 км, также обнаружен пограничный слой, связанный со структурной перестройкой вещества, вызывающей изменения в скорости сейсмических волн.
Благодаря работе, проделанной в ходе миссии InSight, ученым уже удалось однозначно показать, что Красная планета далеко не мертва, и получить первые надежные данные о строении ее недр. Станция продолжает работу, и планетологи надеются получить с ее помощью новые данные о тектонике одного из наших ближайших соседей по космосу, которые позволят уточнить существующую модель и продвинуться в изучении геологической эволюции планет земной группы.
