Крупнейший каньон Солнечной системы оказался тектонически активным
Гигантская система каньонов Долины Маринера на Марсе продолжает испытывать тектонические деформации спустя миллиарды лет после своего формирования. Международная группа учёных обнаружила сейсмические свидетельства движения пород по древнему разлому на глубине 20–40 километров. Источником данных стало марсотрясение, зарегистрированное посадочным аппаратом NASA InSight в 2021 году. Открытие показывает, что геологическая активность в недрах Красной планеты сохраняется даже там, где её поверхность кажется практически неизменной.
Исследование провели специалисты Имперского колледжа Лондона и Колумбийского университета. Они повторно проанализировали сейсмическое событие S0976a, которое аппарат InSight зафиксировал 25 августа 2021 года. Это марсотрясение произошло на противоположной стороне планеты относительно посадочного модуля и стало единственным зарегистрированным за время миссии событием, источник которого удалось локализовать в западном полушарии Марса.
Долина Маринера на Марсе представляет собой гигантскую систему каньонов протяжённостью около 3900 километров. В отдельных местах её ширина достигает 600 километров, а глубина превышает 9 километров. По своим размерам она значительно превосходит Большой каньон в США и считается крупнейшей известной системой каньонов Солнечной системы.
Ранее исследователи предполагали, что разломы в этой области могут сохранять активность, однако прямых сейсмических подтверждений не хватало. Кроме того, колебания поверхности Марса могут возникать не только из-за движения горных пород, но и вследствие падения метеоритов или крупных оползней.
Чтобы установить происхождение марсотрясения, учёные изучили характеристики сейсмических волн, прошедших через недра Марса. Анализ их амплитуды, полярности и времени прибытия позволил восстановить предполагаемый механизм движения пород в источнике колебаний.
Расчёты показали, что наиболее вероятной причиной стало горизонтальное смещение двух блоков марсианской коры вдоль глубокого разлома. Такой механизм называется сдвиговым и хорошо известен по земным землетрясениям. Источник марсотрясения находился на глубине около 20–40 километров под западной частью Долин Маринера.
Исследователи проверили альтернативные объяснения, включая падение метеорита и обрушение крупных масс горных пород. Однако соответствующие модели не смогли воспроизвести зарегистрированные сейсмические сигналы. Изучение спутниковых снимков предполагаемого района события также не выявило нового ударного кратера или крупного оползня, который мог бы вызвать такие колебания.
Дополнительным подтверждением стала геологическая структура местности. В районе предполагаемого источника марсотрясения обнаружена сеть древних разломов, расположение которых согласуется с рассчитанным направлением движения пород.
В отличие от Земли, Марс не имеет современной системы подвижных литосферных плит. Его внешняя каменная оболочка ведёт себя преимущественно как единый массив, который постепенно охлаждается и испытывает внутренние напряжения. Тем не менее эти процессы способны вызывать деформации и разрушение горных пород.
По мнению авторов исследования, активность под Долинами Маринера связана с повторным смещением вдоль разломов, сформировавшихся миллиарды лет назад. Напряжения в марсианской коре могут возникать вследствие продолжающегося охлаждения планеты, воздействия расположенного поблизости вулканического нагорья Фарсида и перераспределения нагрузки в области самого каньона.
Полученные результаты дополняют сведения о других сейсмически активных районах Марса. Ранее данные InSight позволили выявить движение пород в области борозд Цербера и на юге равнины Элизий. При этом механизмы деформации в разных регионах отличаются, что свидетельствует о неоднородном распределении напряжений внутри марсианской коры.
Новая работа также показывает научную ценность данных InSight, хотя сама миссия завершилась в декабре 2022 года. Повторный анализ уже записанных марсотрясений позволяет получать дополнительные сведения о строении планеты и процессах, которые продолжаются в её недрах. Исследователи рассчитывают, что дальнейшее изучение сейсмических наблюдений поможет лучше понять долговременную геологическую эволюцию Марса.
Исследование в журнале Nature Communications.