Сейсмически активная планета: опубликовано первое обширное исследование марсотрясений

Астрономы опубликовали результаты первых десяти месяцев работы аппарата InSight на Красной планете. Зонд зафиксировал более 170 марсотрясений, обнаружил неожиданно мощное и изменчивое магнитное поле и предоставил беспрецедентно подробные сведения о марсианской погоде.

Подробности изложены в пяти научных статьях, опубликованных в журнале Nature Geoscience.

В первой работе даётся краткий обзор основных достижений миссии. Напомним, что "Инсайт" сел на Красную планету в ноябре 2018 года. Он стал первым зондом, предназначенным для изучения внутреннего строения Марса. Именно благодаря этой миссии планетологи получили первые сейсмограммы с Красной планеты и измерения магнитного поля, сделанные на его поверхности.

Вторая статья повествует о марсотрясениях. С момента включения сейсмографа и по 30 сентября 2019 года их было зафиксировано 174. 150 из них продемонстрировали слабые высокочастотные сейсмические волны, распространявшиеся исключительно в коре планеты. Ещё 24 события имели довольно солидную магнитуду 3–4. Эти волны распространялись на различных глубинах в мантии и, как следствие, позволили кое-что узнать о её строении.

Сейсмические волны этих 24 марсотрясений имели примерно такой же спектр (распределение энергии по частотам), как на Земле и Луне.

Судя по характеристикам марсотрясений, все они произошли из-за внутренних процессов в коре Марса, а не из-за падения метеоритов. При этом два наиболее мощных события имели эпицентр в районе системы трещин Cerberus Fossae.

Напомним, что эти древние разломы 10 миллионов лет назад, то есть относительно недавно по геологическим меркам, были залиты вулканической лавой. Получается, сотрясения произошли в районе относительно недавних вулканических извержений. Это подтверждает, что Марс – геологически активное тело.

Как уточняется в пресс-релизе Лаборатории реактивного движения NASA, на сегодняшний день сейсмограф зафиксировал уже около 450 событий, большинство из которых, вероятно, являются марсотрясениями, а не случайным шумом. Однако среди них не было достаточно мощных толчков, чтобы сейсмические волны прошли через нижнюю мантию и ядро Марса, дав информацию об их структуре.

Третье исследование посвящено изучению марсианской коры. Авторы использовали данные о трёх самых мощных зафиксированных марсотрясениях, а также фоновом сейсмическом шуме.

Учёные выяснили, что верхние 8–11 километров коры Красной планеты подверглись сильным изменениям со времён своего возникновения. Отмечается также, что сейсмические волны затухают там примерно в три раза быстрее, чем на Луне. Это говорит о том, что доля водяного льда и других летучих веществ в коре Марса невелика.

Наконец, исследователи констатируют, что ночью микросейсмический шум на Марсе в 500 раз ниже, чем на Земле. Днём же поднимается ветер, и планета становится более "шумной".

Кстати, о ветре. Марсианской погоде посвящена четвёртая публикация. В ней отмечается, что метеорологические приборы "Инсайта" обеспечивают сводки погоды с беспрецедентной точностью, непрерывностью и частотой опроса.

Так, астрономы составили целый каталог волн, распространяющихся в атмосфере Марса, и обнаружили в ней инфразвуковые колебания. Вообще, газовая оболочка планеты оказалась более динамичной, чем ожидали специалисты.

При этом планетологи столкнулись с любопытным парадоксом. Судя по измерениям скорости ветра, в районе посадки "Инсайта" произошло больше пылевых смерчей, чем удавалось зарегистрировать какому-либо другому садившемуся на Марс аппарату. В то же время фотокамеры зонда ещё ни разу не зафиксировали ни одного подобного вихря. Эту аномалию ещё предстоит объяснить.

Последняя статья посвящена изучению магнитного поля в точке посадки аппарата. Напомним, что на сегодняшний день у Красной планеты нет глобального магнитного поля, но есть локальные зоны намагниченности. Учёные полагают, что всепланетное поле было у Марса в прошлом. На сегодняшний день его остатки сохранились в породах, склонных к намагничиванию.

Согласно измерениям "Инсайта", магнитное поле вокруг него оказалось вдесятеро сильнее, чем по данным орбитальных аппаратов. Специалисты объясняют это тем, что орбитальные зонды усредняют показатели по большим участкам территории (около 150 километров). Поэтому напряжённость магнитного поля, особенно сильного в районе посадки, они "размазали" по окружающему пространству, лишённому магнитных аномалий.

Исследователи предполагают, что намагниченные породы располагаются глубоко в марсианской коре и имеют возраст не менее 3,9 миллиарда лет. Сверху они покрыты потоками лавы, излившейся гораздо позже.

Одновременно с этим "Инсайт" зафиксировал странные суточные колебания магнитного поля. Вероятно, они создаются взаимодействием солнечного ветра с верхними слоями атмосферы Марса. Протекающие там токи должны вносить свой вклад в магнитное поле, измеряемое приборами.

Напомним, что на борту аппарата также находится прибор, следящий за параметрами вращения планеты. Он должен дать ответ на вопрос, твёрдое ядро Марса или жидкое. Астрономы ждут, когда он отработает хотя бы один полный марсианский год, прежде чем оглашать результаты.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали также о трудной судьбе прибора для измерения теплового потока из недр планеты. Пока получить желаемые данные не удаётся, но специалисты не теряют надежды.