Марс без тектоники плит: новое исследование меняет представления о недрах красной планеты

Группа геологов Оксфордского университета обнаружила убедительные свидетельства существования глубоко под поверхностью Марса гигантских магматических систем, сравнимых по сложности с земными. Ученые выяснили, что на глубине около 24 километров залегает протяженный слой пород, образовавшийся в результате интенсивной внутренней переработки расплавленного вещества, что опровергает устоявшееся мнение о необходимости тектоники плит для формирования столь развитой коры. Результаты этого исследования опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.

Марс издавна считался планетой с одноплитной литосферой (так называемой «застойной крышкой») – его литосфера не разбита на подвижные плиты, как у Земли, где вулканизм, горообразование и обновление коры напрямую связаны с их движением и столкновением. Именно поэтому долгое время господствовало предположение, что марсианская кора по своему устройству примитивна и однородна, а ее эволюция остановилась миллиарды лет назад.

Однако свежий анализ данных с сейсмометра миссии NASA InSight, который с 2018 года регистрировал марсотрясения и удары метеоритов, рисует совершенно иную картину. Вместо простого однослойного «пирога» исследователи обнаружили четкую границу на глубине около 24 километров, которая разделяет породы с принципиально разным химическим и минеральным составом.

Чтобы расшифровать природу этой загадочной границы, ученые применили сложную методику, сочетающую термодинамическое моделирование с передовыми статистическими алгоритмами. Они перебрали сотни гипотетических вариантов состава марсианских недр, сопоставляя их с реальными скоростями прохождения сейсмических волн.

Результат оказался однозначным: слой выше границы соответствует мафическим породам с повышенным содержанием кремнезема, тогда как ниже залегают ультрамафические породы, чрезвычайно богатые железом и магнием. Такое вертикальное расслоение не могло возникнуть случайно – оно является классическим следствием длительной дифференциации огромного магматического очага, где тяжелые породы опускались на дно, формируя плотный фундамент, а более легкие расплавы с кремнием поднимались вверх.

На Земле аналогичные процессы происходят в зонах субдукции, под вулканическими дугами, и играют ключевую роль в рождении континентальной коры. Однако на Марсе нет ни субдукции, ни подвижных плит. Это означает, что красная планета сумела самостоятельно запустить мощнейший механизм внутренней переработки вещества – явление, которое авторы называют «транскоровым магматизмом».

Причем этот процесс носил не локальный, а глобальный масштаб: по оценкам ученых, обнаруженный слой простирается на сотни, а возможно, и тысячи километров в северном полушарии Марса, указывая на существование гигантских взаимосвязанных магматических систем, а не просто россыпи изолированных вулканов. Это открытие кардинально меняет представления о геологической активности планеты, лишенной тектоники плит.

Самое захватывающее следствие этого открытия лежит в области астробиологии и поиска обитаемых миров. Именно геологическая переработка коры на Земле регулирует долгосрочный климат, поддерживает круговорот воды и углекислого газа, создавая стабильные условия для жизни в течение миллиардов лет.

До сих пор считалось, что без тектоники плит планета обречена на геологическую «кому» и неспособна поддерживать биосферу. Новое исследование доказывает обратное: сложная кора и условия, потенциально пригодные для жизни, могут возникать и без земного типа тектоники. Если Марс, несмотря на свой малый размер и отсутствие плит, демонстрировал столь развитый магматизм, то подобные процессы могут быть распространены во Вселенной гораздо шире, чем предполагалось, даря надежду на обнаружение жизни на планетах, которые ранее списывали со счетов за геологическую «скучность».

Таким образом, работа ученых предлагает принципиально новый взгляд на эволюцию каменистых миров. Оказывается, для зарождения сложной коры планете не обязательно иметь тектонические плиты – достаточно мощных внутренних тепловых потоков и длительных периодов дифференциации расплавов. И хотя Марс сегодня холоден и пустынен, его глубокие недра хранят память о грандиозных процессах, которые когда-то делали его гораздо более похожим на Землю, чем сейчас. А значит, и другие экзопланеты, лишенные тектоники плит, могут оказаться не безжизненными пустынями, а мирами со скрытой, но бурной геологической историей.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях