Марсианские землетрясения свидетельствуют о наличии магмы под поверхностью планеты
Миссия НАСА InSight уже почти четыре года измеряет сейсмичность Марса. Цель миссии определить внутреннюю структуру планеты, чтобы пролить свет на формирование и эволюцию теллурических планет Солнечной системы. Последние сейсмические данные, собранные учеными, указывают на наличие горячего источника на глубине от 30 до 50 километров, что вполне совместимо с недавней магматической активностью.
Изучая, как сейсмические волны, генерируемые землетрясениями или ударами метеоритов, распространяются по недрам Марса, ученые могут определить его точную внутреннюю структуру, от коры до ядра. С момента старта миссии InSight 26 ноября 2018 года было зафиксировано более 1300 землетрясений на Марсе, магнитуда которых варьировалась от 1 до 4. Эпицентры большинства землетрясений находились недалеко от Cerberus Fossae, грабена (тектонической впадины, образовавшейся в результате обвала между двумя разломами) с серией сейсмических трещин, расположенных примерно в 1600 км от места посадки зонда.
Эксперты считают, что Марс когда-то был очень вулканически активным, но в течение нескольких миллионов лет планета была относительно спокойной и сейчас является "геологически мертвой". Используя данные, переданные InSight, международная группа исследователей под руководством Высшей технической школы Цюриха изучила около 20 недавних марсианских сейсмических событий: их анализ указывает на наличие вероятного месторождения магмы недалеко от впадин Cerberus - это объясняет, почему многие зарегистрированные землетрясения происходят из этого региона.
Свидетельства относительно недавней вулканической активности
"[Данные показывают], что большинство широко распространенных поверхностных разломов не являются сейсмически активными, и что сейсмичность исходит в основном от одной популяции тектонических структур - впадин Cerberus", — пишут исследователи в журнале . Проанализировав спектральные характеристики сейсмических волн, они обнаружили, что они были преимущественно низкочастотными - свойство, которое обычно ассоциируется с вулканическими условиями.
Команда пришла к выводу, что в этом регионе должно быть какое-то горячее тело или магматическая камера, что означает, что планета все еще может быть геологически активной и что эта активность все еще играет роль в формировании марсианской поверхности. Они обнаружили, что землетрясения в основном происходили во внутренней части Cerberus Fossae. Все эпицентры были расположены вблизи структуры, ранее описанной как "молодая вулканическая трещина".
Их выводы были подтверждены спутниковыми снимками, на которых видны темные отложения вокруг этой трещины, предположительно пыль, свидетельство относительно недавней вулканической активности. "Темный оттенок пыли является геологическим свидетельством недавней вулканической активности - возможно, за последние 50 000 лет, что относительно молодо с геологической точки зрения", — объясняет Саймон Штэлер, сейсмолог из Высшей технической школы Цюриха и первый автор исследования.
Высокочастотные землетрясения также были обнаружены вдоль траншей Cerberus - в более хрупкой, неглубокой зоне, возможно, в плоскостях разломов, связанных с флангами грабена. "Вместе эти землетрясения высвобождают годовой сейсмический момент от 1,4 до 5,6 ×1015 Н м в год, что составляет не менее половины сейсмичности всей планеты", — говорит команда.
Изучение марсианских геологических процессов важно для понимания аналогичных процессов на Земле. Марс - не только наш ближайший сосед, но и единственный (согласно современным знаниям), имеющий ядро из железа, никеля и серы, и обладавший в прошлом магнитным полем. Кроме того, появляется все больше доказательств того, что на планете когда-то существовали большие площади жидкой воды, а также гораздо более плотная атмосфера, чем сегодня.
В целом, Марс имеет (или имел) несколько общих черт с Землей. Инструменты, отправленные на его поверхность (роверы, вертолеты, сейсмометры), позволяют получить гораздо более полные и точные данные, чем это возможно при орбитальной разведке. Но сочетание всех этих данных дает надежный обзор прошлой и настоящей истории Красной планеты. "Хотя нам еще многое предстоит узнать, доказательства потенциальной магмы на Марсе интригуют", — сказала Анна Миттельхольц, постдокторант Высшей технической школы Цюриха и Гарвардского университета и соавтор исследования.
Пустынная планета, которую мы знаем сегодня, была гораздо более активной около 3,6 миллиарда лет назад, о чем свидетельствуют впечатляющие вулканические остатки планеты: регион Tharsis Montes, который является крупнейшей известной вулканической цепью в нашей Солнечной системе, и Olympus Mons, вулкан высотой почти в три раза больше Эвереста!
Предыдущие исследования ям Cerberus позволили предположить, что в течение последних 10 миллионов лет регион оставался вулканически активным. Результаты нового исследования позволяют предположить, что Марс еще не совсем мертв. По словам Штэлера, возможно, что ямы являются одним из последних остатков этого некогда активного вулканического региона. Данные также свидетельствуют о том, что динамичный процесс может продолжать распространяться на восток.