Стало известно, что находится в ядре Марса

Сейсмические волны от двух мощных марсотрясений, зафиксированных в 2021 году, позволили международной группе ученых впервые с высокой точностью определить размер и состав ядра Красной планеты. Новые данные указывают на его жидкое, однородное состояние и неожиданно высокое содержание легких элементов, что проливает свет на давнюю загадку исчезновения марсианского магнитного поля.

Сейсмический прорыв: как марсотрясения раскрыли тайны недр

Исследовать внутреннее строение планет напрямую невозможно, однако природа предоставляет ученым совершенный инструмент — сейсмические волны. Их скорость и характер изменяются, проходя через материалы разной плотности и агрегатного состояния. Анализируя эти изменения, геофизики могут составить детальную томографию недр, подобно тому, как врачи используют УЗИ.

Миссия NASA InSight, работавшая на Марсе с 2018 года, была оснащена высокочувствительным сейсмометром. Долгое время данные о ядре были недоступны: регистрируемые подземные толчки были слишком слабы. Ситуация кардинально изменилась в 2021 году, когда прибор зафиксировал два мощных сейсмических события. Их эпицентры находились в противоположном от зонда полушарии, что заставило волны пройти сквозь самые глубокие слои планеты, включая ее сердцевину.

Ключевое отличие от Земли

Полученные сейсмограммы показали принципиальное различие между двумя соседними планетами. Если ядро Земли представляет собой сложную слоистую структуру с твердым внутренним и жидким внешним ядром, то марсианское ядро, судя по всему, полностью жидкое и обладает однородной консистенцией. Это открытие заставляет пересмотреть модели тепловой эволюции и геодинамики Марса.

Неожиданный рецепт марсианского ядра

Расшифровка сейсмических сигналов позволила не только «увидеть» ядро, но и определить его примерный химический состав. Согласно исследованию, опубликованному в авторитетном научном журнале, ядро Марса является сплавом железа с значительной долей легких элементов. Примерно пятая часть его массы приходится на серу, кислород, углерод и водород, причем сера является доминирующей примесью.

Такая высокая концентрация легких элементов, особенно серы, существенно отличается от состава земного ядра. Это указывает на иные условия формирования и остывания планеты в ранней Солнечной системе. Наличие водорода в ядре ставит перед учеными новую задачу — понять, какие конкретно физико-химические процессы позволили этому элементу стать частью металлического ядра Марса.

Связь состава ядра и судьбы планеты

Главным следствием открытия стала новая веха в понимании того, почему Марс превратился из потенциально обитаемого мира в холодную пустыню. Магнитное поле планеты, защищающее атмосферу от солнечного ветра, генерируется конвективными движениями в жидком металлическом ядре — так называемой динамо-машиной. Обогащенное легкими элементами ядро Марса, вероятно, остывало и затвердевало иначе, чем земное.

Высокое содержание примесей могло изменить теплоперенос и конвекцию в ядре, что в итоге привело к остановке планетарного динамо. Лишившись магнитного щита, Марс постепенно потерял большую часть своей атмосферы, что вызвало испарение и улетучивание поверхностных вод в космос. Таким образом, химический состав ядра, определенный сегодня, напрямую предопределил климатическую катастрофу в далеком прошлом.

До этого открытия знания о внутреннем строении Марса основывались на косвенных данных орбитальных аппаратов и компьютерном моделировании. Миссия InSight предоставила первые прямые сейсмические доказательства, став для марсианской геофизики тем же, чем были первые сейсмографы для изучения Земли. Это меняет парадигму планетологии.

Полученные результаты выходят далеко за рамки изучения одной планеты. Они предоставляют ученым критически важные данные для сравнительного анализа планет земной группы. Понимание того, как состав ядра влияет на наличие магнитного поля, атмосферы и, как следствие, на потенциальную обитаемость, станет ключевым инструментом при оценке экзопланет. Открытие InSight — это не просто взгляд в сердце Марса, а новый фундамент для поиска жизни во Вселенной.