Геологи посчитали глобальную толщину и плотность коры Марса

После более чем трех лет ежедневного мониторинга и постепенного снижения мощности сейсмометра InSight, исследователи были вознаграждены данными о крупном марсотрясении, произошедшем в мае 2022 года. Поверхностные волны, наблюдаемые при этом сейсмическом событии магнитудой 4,6, не только прошли путь от очага землетрясения до сейсмографа, но и несколько раз обогнули всю планету.

«От этого марсотрясения, крупнейшего из зафиксированных во время всей миссии InSight, мы наблюдали поверхностные волны, которые обогнули Марс до трех раз», — говорит Дойон Ким, сейсмолог и ведущий автор исследования. Чтобы получить информацию о структуре, через которую прошли волны, исследователи измерили скорость их распространения на разных частотах.

Распределение сейсмических скоростей позволило установить структуру коры Марса на разных глубинах. Ранее наблюдаемые поверхностные волны от двух крупных метеоритных ударов также позволили сделать выводы о структуре коры.

Объединив полученные результаты с существующими данными о гравитации и топографии Марса, исследователи смогли определить толщину марсианской коры. В среднем она составляет от 42 до 56 км. Самая тонкая кора в ударном бассейне Исидис — около 10 км , а самая толстая в провинции Тарсис — около 90 км. Сейсмические данные показывают, что средняя толщина земной коры составляет 21-27 км, а толщина лунной коры, определенная сейсмометрами миссии «Аполлон», составляет 34-43 км.

Один из самых важных результатов этого исследования касается различий между северным и южным полушариями Марса. Контраст между ними наблюдался с тех далеких времен, когда появились первые телескопы. Разница особенно заметна на снимках со спутников Марса. Северное полушарие Марса состоит из плоских низменностей, а на юге находятся высокие плато. Разделение между северными низменностями и южными нагорьями называется марсианской дихотомией.

Можно предположить, что марсианская дихотомия объясняется разными составами пород на севере и на юге. Но теперь, основываясь на сейсмических наблюдениях и гравитационных данных, геологи показали, что плотность коры в северных низменностях и южных нагорьях одинакова.

Исследование позволяет понять, как планета генерирует тепло. Поскольку Марс является планетой, где всего одна тектоническая плита (в отличии от Земли, где плит много) основной источник тепла, производимого сегодня в недрах Марса, — это результат распада радиоактивных элементов, таких как торий, уран и калий.

Исследование показало, что от 50% до 70% этих элементов, выделяющих тепло, находятся в марсианской коре. Такое высокое накопление радиоактивных элементов объясняет, почему под поверхностью Марса существуют локальные регионы, где процессы таяния идут даже сегодня.