Эхо древних катастроф: миссия InSight раскрывает тайны мантии Марса
В глубинах Марса, под его пыльной и холодной поверхностью, скрыта удивительная история древней бури — эпохи, когда молодая Солнечная система была полна хаоса, столкновений и огненных превращений. Планета, которую мы сегодня знаем как красный мир, хранит в своих недрах фрагменты космических катастроф, произошедших более чем 4,5 миллиарда лет назад. Эти осколки, словно письмена на забытом языке, рассеяны по всей мантии Марса — гигантские глыбы инородного материала, которые, как недавно выяснили ученые, являются остатками мощных ударов, изменивших саму структуру планеты. Благодаря миссии НАСА InSight, которая впервые в истории установила сейсмометр на поверхности Марса, ученые получили беспрецедентный доступ к внутреннему устройству планеты — и обнаружили нечто, что меняет наше понимание формирования каменистых миров.
Открытие, опубликованное в журнале Science, стало возможным благодаря 1319 зафиксированным марсотрясениям, зарегистрированным посадочным модулем InSight за время его работы с 2018 по 2022 год. Этот чрезвычайно чувствительный прибор, управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, позволил исследователям «заглянуть» внутрь Марса, анализируя, как сейсмические волны меняют свою скорость и форму при прохождении через разные слои планеты.
Такой метод, известный как сейсмическое зондирование, аналогичен медицинскому сканированию, но на планетарном масштабе. Благодаря ему ученые уже определили размеры и состав ядра, мантии и коры Марса. Однако новое открытие касается одного из самых тонких и важных моментов — состава мантии, толщиной до 1550 километров, где температура достигает 1500 градусов Цельсия.
В ходе анализа данных было выделено восемь особенно сильных марсотрясений, сейсмические волны которых содержали мощную высокочастотную энергию, способную проникать глубоко в мантию. Ученые, возглавляемые Константиносом Хараламбусом из Имперского колледжа Лондона, заметили нечто странное: чем дальше вглубь проходили эти волны, тем сильнее замедлялись высокочастотные сигналы.
Сначала предполагалось, что замедление происходит в коре, но дальнейший анализ показал, что аномалия возникает именно в мантии. Компьютерное моделирование, охватывающее всю планету, позволило выяснить, что такие искажения могут объясняться наличием локализованных областей с иным составом — своеобразных «комков» материала, плотность и химический состав которых отличаются от окружающих пород.
Что же это за структуры? Исследователи пришли к выводу, что эти глыбы, некоторые из которых достигают в диаметре до четырех километров, — это, скорее всего, фрагменты древних ударных тел, врезавшихся в Марс в ранний период формирования Солнечной системы. Эти столкновения были настолько мощными, что вызывали расплавление огромных участков коры и верхней мантии, создавая обширные магматические океаны. Вместе с этим, обломки ударников и самих марсианских пород могли быть заброшены глубоко в недра, где и сохранились до наших дней. Константинос Хараламбус сравнивает эту картину с разбитым стеклом — несколько крупных осколков и множество мелких, разбросанных по всей мантии, словно следы космического взрыва.
Особую ценность этого открытия подчеркивает тот факт, что на Земле подобные структуры, вероятно, уже давно исчезли бы. На нашей планете активная тектоника плит и конвекция в мантии постоянно перемешивают и перерабатывают внутренние слои, стирая следы древних событий. Марс же, лишенный тектонических плит, оказался своего рода «капсулой времени» — миром, где геологические процессы протекают крайне медленно, а древние структуры могут сохраняться миллиарды лет. Именно поэтому такие тонкие и локализованные аномалии в мантии еще можно обнаружить — их не сгладила конвекция, не поглотила мантия.
Том Пайк, соавтор исследования, отмечает, что команда изначально не ожидала увидеть столь четкие следы древних столкновений. «Мы знали, что Марс — это капсула времени, но не предполагали, насколько ясно мы сможем прочитать его историю», — говорит он. Это открытие не только проливает свет на раннюю эволюцию Марса, но и дает ключ к пониманию других каменистых планет, лишенных тектоники плит, таких как Венера и Меркурий. Если Марс сохранил следы древних ударов, возможно, и на других планетах подобные структуры все еще скрыты под поверхностью, ожидая своего открытия.
Таким образом, миссия InSight, несмотря на завершение своей активной фазы, продолжает приносить научные плоды. Каждый сейсмический сигнал, каждое замедление волны — это слово в древнем тексте, который мы только начинаем расшифровывать. Марс, оказывается, не просто мертвая пустыня, а живой архив ранней Солнечной системы. Теперь, когда мы научились «слушать» Марс, он начинает рассказывать свою историю — тихо, но отчетливо, словно эхо из самого начала времен.