О существовании Марса люди знали уже очень давно. Еще Галилей наблюдал эту планету с помощью телескопа более 400 лет назад. Тогда он называл ее «не более чем пустым шаром, висящим в бесконечной темноте». Спустя четыре столетия ученые пытаются восполнить пробелы и доказать, что Марс не так прост, а также создать подробную карту его внутреннего строения.
История изучения Красной планеты
Вскоре после Галилея появился голландский астроном Христиан Гюйгенс, который сделал глубокое открытие о Марсе. Наблюдая за планетой в 1659 году, он заметил большую темную область на его поверхности, переходящую в пятно в форме сердца. Это был первый раз, когда люди наблюдали особенности поверхности «другого мира».
Примерно 359 лет спустя, в ноябре 2018 года, НАСА высадило InSight на поверхности Марса примерно в 2000 милях к востоку от этого загадочного пятна. В восьмой раз космическое агентство отправило робота-исследователя на Красную планету. Его миссия, которая недавно была продлена до 2022 года, состоит в том, чтобы «прислушиваться» к поверхности и фиксировать колебания и звуки, чтобы ученые могли понять, что происходит в недрах нашего космического соседа.
В серии из трех исследований большая группа ученых описывает внутреннюю часть Марса, используя данные, полученные с помощью сейсмометра InSight — прибора, который реагирует на вибрации и шум под поверхностью Красной планеты. Анализируя серию землетрясений, ощущаемых InSight с 2019 года, исследователи впервые смогли выявить внутреннее устройство другой планеты в нашей Солнечной системе. Это настоящий прорыв в планетарной геонауке.
«Прослушка» поверхности Марса
Первые данные, поданные сейсмометром InSight в 2019 году, были точно такими же, как тот первый предварительный рисунок, сделанный Гюйгенсом. Исследование показало, что Марс более сейсмически активен, чем Луна, но не так активен, как Земля. Это дало исследователям первый интересный взгляд на данные, которые InSight смог собрать для них.
SEIS (на фото выше) — это куполообразный прибор, который был развернут вскоре после прибытия InSight на Марс. Он покоится на марсианской земле и, как заявляет НАСА, подобен стетоскопу врача, прислушивающемуся к «пульсу» планеты. Это чрезвычайно чувствительная технология, регистрирующая сейсмические волны, которые вибрируют внутри Марса после каждого землетрясения.
Его внешний купол — это щит, защищающий от марсианской среды, ветра и пыли, которые могут повлиять на измерения внутренних вибраций. Сам сейсмометр представляет собой довольно простое устройство: он содержит три груза, подвешенных в виде маятника, которые могут обнаруживать колебания с разных направлений, например когда сейсмическая волна, вызванная землетрясением, проходит над ними.
Внутреннее устройство Марса сложнее, чем ожидалось
Предыдущие исследования показали, что землетрясения — обычное явление на Марсе, но они не очень сильные. Фиксировалось лишь несколько регистров выше 3-й величины. На Земле такая активность выражалась бы легкой вибрацией и грохотом на расстояния в несколько миль, она бы не нанесла ущерб строениям и людям. Большинство из таких землетрясений берут начало в верхнем слое земной коры, но редкие, самые крупные и разрушительные, формировались из более глубоких слоев.
Прислушиваясь к волнам, создаваемым этими землетрясениями, исследователи пришли к пониманию внутреннего строения Марса. Сейсмические волны, движущиеся внутри планеты, изменяются материалом, с которым они вступают в контакт, что позволяет InSight нарисовать картину того, что происходит под поверхностью. Это своеобразная карта внутреннего строения Марса — уникальное открытие, очень важное для науки.
Так из чего же состоит Марс?
Верхний слой коры, состоящий из базальтовых пород из древних лавовых потоков, имеет толщину не более 10 километров. Данные InSight показали, что прямо под ним находится другой слой, толщина которого примерно вдвое больше. Под ним, скорее всего, начинается мантия, которая делает корку Марса «удивительно тонкой».
Ученые также утверждают, что в недрах Марса может быть третий слой, увеличивающий его глубину примерно до 40 километров. Затем идет марсианское ядро, которое само по себе уже преподнесло несколько сюрпризов. Граница между мантией и ядром расположена на глубине около 2000 км от поверхности, что больше, чем предполагали некоторые исследователи. Железо-никелевое ядро менее плотное, чем считалось ранее, оно находится в жидком состоянии.
Почему внутренняя часть Марса так важна?
Способность обнаруживать сейсмические волны на Марсе помогает наложить некоторые фундаментальные ограничения на то, как планета, вероятно, эволюционировала с течением времени. Многое говорит ученым о тепловой эволюции этой планеты. Тепло исходит от ядра во время ее формирования, и, понимая состав ядра, исследователи могут предположить, как Марс мог охлаждаться с течением времени. Сочетание этого с другими данными, полученными с помощью орбитальных аппаратов из космоса, показывает, как планеты формируются, изменяются и развиваются в Солнечной системе и, возможно, за ее пределами.
InSight также попытался напрямую измерить температуру под поверхностью Красной планеты, но устройства не смогли пробить плотную почву Марса. Тем не менее миссия InSight не завершена — он будет продолжать «прислушиваться» к землетрясениям на Красной планете до 2022 года. Повторные наблюдения должны позволить ученым еще больше уточнить свое понимание внутренней части Марса.
