Марс сотрясает серия землетрясений, которые никогда раньше не регистрировались
Недавно двое ученых обнаружили около 50 землетрясений, никогда ранее не зафиксированных на Марсе. Все эти землетрясения произошли в районе под названием Cerberus Fossae - зоне разломов, признанной сейсмически очень активной. По мнению двух специалистов, эти землетрясения могут быть вызваны магматической активностью в марсианской мантии. Тот факт, что он все еще активен, может также помочь понять, почему у Марса больше нет магнитного поля.
Хрвое Ткалчич, исследователь-геофизик из Австралийского национального университета, и Вэйцзя Сунь из Китайской академии наук в Пекине обнаружили эти новые землетрясения, используя данные, собранные сейсмометром на борту посадочного аппарата НАСА InSight, который находится на Марсе с ноября 2018 года. Используя новый алгоритм, два исследователя обнаружили не менее 47 новых землетрясений среди сигналов, записанных зондом за период около 350 сол (или около 359 земных дней).
"Они происходили в любое время марсианского дня, что исключает возможность приливной модуляции (например, Фобоса) в качестве причины", — пишут они в журнале Nature Communications (Фобос - более крупный и более близкий из двух естественных спутников Марса). Землетрясения, ранее обнаруженные НАСА, по-видимому, происходили только в марсианскую ночь, когда на планете было тише - более низкий уровень шума означал, что даже самые незначительные толчки были различимы. Эта непрерывная сейсмичность позволяет предположить, что причиной являются движения магмы под областью Cerberus Fossae.
Свидетельства продолжающейся магматической активности
В период с февраля 2019 года по март 2020 года сейсмометр InSight зафиксировал 465 землетрясений, некоторые из них были высокочастотными (около 2,4 Гц) или даже очень высокочастотными (свыше 5 Гц), другие - низкочастотными. Среди низкочастотных землетрясений (всего около 40) эпицентр двух из них находился под Cerberus Fossae. Новый метод поиска, разработанный Ткальчичем и Суном, выявил новые низкочастотные события, очень похожие на те два, которые были геолоцированы ранее.
Некоторые кратковременные землетрясения ранее связывали с тепловым напряжением. Такие марсовые землетрясения, связанные с жарой, имеют относительно высокую частоту (от 5 до 30 Гц) и происходят только в течение двухчасового временного окна вокруг захода солнца, что связано с большими колебаниями температуры. Они расположены рядом с посадочной платформой InSight и остаются относительно близко к поверхности. Но, учитывая частоту и время суток, в которое они происходят, вновь обнаруженные землетрясения не могут быть вызваны температурой.
Оба исследователя также считают, что приливная модуляция в системе Марс - Фобос не может быть причиной этих землетрясений. Аналогично, их большая глубина и высокая повторяемость делают менее правдоподобным то, что они являются результатом тектонической активности на разломах. Как и на Земле, этот регион Красной планеты может регулярно сотрясаться от землетрясений, вызванных магматической активностью под ее поверхностью. Повторяющийся характер этих землетрясений и тот факт, что все они были обнаружены в одном и том же районе планеты, говорит о том, что Марс гораздо более сейсмически активен, чем считали ученые ранее, объясняет в своем заявлении Хрвое Ткальчич.
Конвекция для формирования магнитного поля
Анализ сейсмических волн дает информацию о составе недр планеты, в данном случае о природе и текущем состоянии мантии и ядра Марса. Но открытие этой сейсмической активности имеет много других последствий: "Знание того, что марсианская мантия все еще активна, имеет решающее значение для нашего понимания эволюции Марса как планеты", — сказал Ткалчич. Обнаружение этих землетрясений очень низкой магнитуды (настолько низкой, что они были бы едва заметны на поверхности) может даже помочь понять, почему Марс сейчас лишен магнитного поля.
Следует помнить, что магнитное поле Земли, благодаря которому мы защищены от частиц солнечного ветра, создается динамо-эффектом из-за конвективных движений во внешнем ядре Земли, которое на 90% состоит из жидкого железа; сами эти движения возникают в результате постепенного охлаждения внешнего ядра. Однако Ткалчича и Суна указывает на то, что конвекция действительно имеет место в недрах Марса. "Конвекция в планетарных мантиях способствует теплообмену на границе ядро-мантия и, следовательно, работе динамо", — отмечают исследователи в своей работе.
Они делают вывод, что другой механизм обязательно должен препятствовать развитию магнитного поля на этой планете. Прекращалась ли мантийная конвекция в прошлом? Является ли марсианское ядро полностью расплавленным или, наоборот, полностью затвердевшим? Является ли жидкое ядро слишком тонким, чтобы обеспечить работу динамо-машины? Это и пытаются выяснить ученые. "Понимание магнитного поля Марса, того, как оно развивалось и на каком этапе истории планеты остановилось, очевидно, важно для будущих миссий и необходимо, если ученые надеются когда-либо основать человеческую жизнедеятельность на Марсе", — подчеркивает Ткалчич.