Учёные нашли под поверхностью Марса огромную тепловую аномалию
Учёные обнаружили крупную тепловую аномалию в недрах Марса, из-за которой внутренние области южного полушария планеты оказались примерно на 200–400 градусов Цельсия горячее северного. Исследование также показывает, что часть вещества в этой области может находиться в частично расплавленном состоянии. Неожиданное различие в температуре между двумя полушариями может помочь объяснить особенности геологической и магнитной истории Красной планеты, а также процессы, которые в прошлом могли создавать на ней условия, благоприятные для существования жидкой воды.
Исследование возглавил выпускник Калифорнийского технологического института Александр Берне. в 2026 году и сейчас работающий постдокторантом в Университете Аризоны. Вместе с коллегами он использовал гравитационные данные, накопленные за несколько десятилетий тремя марсианскими миссиями NASA — Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter.
Ещё во время обучения в Caltech Берне разработал модель, позволяющую по небольшим изменениям гравитационного поля определять особенности внутреннего строения планет. Для исследования Марса учёные проанализировали крошечные изменения скорости космических аппаратов, возникавшие под воздействием неоднородностей гравитационного поля планеты. На основе этих измерений они смогли восстановить его структуру и получить информацию о процессах, происходящих глубоко под поверхностью.
Дополнительную информацию исследователи получили с помощью метода приливной томографии. Марс движется вокруг Солнца по слегка вытянутой орбите и имеет наклонённую ось вращения, поэтому гравитационное воздействие Солнца на планету меняется в зависимости от времени года. Эти изменения вызывают слабые деформации Марса, а их анализ позволяет получить представление о физических свойствах вещества в его недрах.
«Учёные обычно предполагают, что внутреннее строение планетных тел в целом обладает сферической симметрией, но это не обязательно так», — объясняет Берне. По мере накопления новых гравитационных данных исследователи могут всё точнее восстанавливать трёхмерную структуру внутренних областей планет и использовать эту информацию при планировании будущих миссий.
На поверхности Марс давно известен своей выраженной асимметрией. Южное полушарие покрыто древними высокогорьями и многочисленными крупными кратерами, тогда как северная часть планеты представляет собой преимущественно обширные низменности. Новое исследование показало, что различия между двумя половинами Марса продолжаются и глубоко под поверхностью.
Учёные обнаружили, что южная часть марсианской мантии значительно горячее северной. Температурная разница составляет примерно от 200 до 400 градусов Цельсия, а повышенная температура может означать, что часть вещества в этой области находится в состоянии частичного плавления.
Эта особенность может быть связана и с другими давно известными загадками Марса. В южном полушарии обнаружены магнитные аномалии, связанные с железосодержащими минералами. Повышенная температура в недрах могла быть частью условий, при которых в далёком прошлом существовало достаточно сильное магнитное поле, оставившее различающиеся магнитные следы в северных и южных районах планеты.
Результаты также могут помочь объяснить данные миссии NASA InSight. Ранее посадочный аппарат зарегистрировал, что сейсмические волны в южных районах Марса затухают быстрее. Одной из возможных причин такого поведения может быть более горячее вещество в глубине планеты.
«Наблюдаемая нами дихотомия между севером и югом важна для понимания процессов, которые могли влиять на гидрологию Марса, включая формирование бассейнов, в которых могла находиться вода», — отметил соавтор исследования Амирхоссейн Багери, постдокторант Caltech и бывший участник научной команды миссии InSight.
Причина возникновения тепловой аномалии пока остаётся неизвестной. Учёные рассматривают несколько возможных объяснений. Одно из них связано с последствиями гигантского столкновения, которое могло изменить распределение тепла внутри планеты. Другие гипотезы предполагают, что аномалия могла возникнуть из-за процессов конвекции, происходивших в прошлом в южной части марсианской мантии, или из-за особенностей геологического строения, которые препятствовали выходу тепла из недр.
Дальнейшее изучение внутреннего строения Марса должно помочь определить происхождение этой температурной асимметрии и лучше понять, как формировалась планета. Полученные данные также могут оказаться важными для исследования истории марсианской воды и поиска регионов, где в прошлом могли существовать условия, пригодные для жизни.
Исследование в журнале Nature.