Марс содержит радиоактивный источник тепла и толстую оболочку

Геофизики совершили прорыв в понимании внутреннего строения Марса, обнаружив, что его кора значительно толще и неоднороднее, чем предполагалось ранее. Это открытие, основанное на анализе сейсмических волн от мощного марсотрясения, ставит под сомнение существующие теории о геологической эволюции планеты и проливает свет на причины её нынешней безжизненности. Ключевой вывод: на глубине от 42 до 56 километров (а местами до 90 км) залегает порода, насыщенная радиоактивными элементами, которые продолжают греть планету изнутри.

Сейсмический след: как «просветили» кору Марса

Исследователи использовали данные сейсмографа, доставленного на Марс миссией NASA InSight в 2018 году. В 2022 году прибор зафиксировал толчок магнитудой 4,6 балла — самое сильное марсотрясение за всё время наблюдений. Сейсмические волны от этого события не просто прошли сквозь кору, но трижды обогнули всю планету. Анализируя их скорость и затухание, группа швейцарских планетологов смогла создать глобальную карту толщины коры.

Где кора тоньше, а где толще?

Самый тонкий участок марсианской коры, всего около 10 километров, залегает под ударным бассейном Исидис. На противоположном полюсе, в вулканической провинции Фарсис, толщина достигает рекордных 90 километров. Для сравнения: средняя толщина земной коры составляет 21-27 километров. Даже если учесть, что у меньших планет кора обычно толще, Марс удивляет. Например, у Луны, которая значительно меньше, этот показатель колеблется от 34 до 43 километров.

Радиоактивное одеяло: откуда берется тепло

Главный сюрприз ждал ученых при анализе теплового баланса планеты. Выяснилось, что от 50 до 70% всех радиоактивных элементов (урана, тория и калия), разогревающих недра, сосредоточены именно в коре, а не в мантии, как на Земле. Их распад является основным источником тепла для Марса сегодня. Такая концентрация объясняет природу многих марсотрясений: термическое расширение и напряжение в верхних слоях коры создают локальные разломы.

Кроме того, данные опровергли давнюю гипотезу о разной плотности коры в северном и южном полушариях. Ранее считалось, что разница в рельефе (низменности на севере и высокие плато на юге) вызвана разным составом пород. Однако сейсмические волны показали, что плотность коры в обоих полушариях практически идентична. Причины топографического дисбаланса, вероятно, лежат глубже — в структуре мантии.

Наличие толстой, радиоактивной коры объясняет, почему Марс, потеряв глобальное магнитное поле миллиарды лет назад, всё ещё сохраняет вулканическую и тектоническую активность, пусть и в затухающей форме. Это также меняет представление о потенциальной обитаемости планеты в прошлом. Если кора была столь же толстой и нагретой изнутри, это могло создавать локальные геотермальные оазисы, пригодные для существования жидкой воды даже после утончения атмосферы. С другой стороны, высокая концентрация радиоактивных элементов вблизи поверхности могла делать эту среду слишком агрессивной для зарождения сложных органических соединений. Теперь перед планетологами стоит новая задача: понять, как такая кора сформировалась и какие процессы привели к её современному состоянию.