Марс признали сейсмически активной планетой

Астрономы, работающие с данными автоматической станции InSight, опубликовали первые научные результаты, полученные за 10 месяцев работы. Было подтверждено, что Марс по-прежнему является сейсмически активной планетой, а его кора неоднородна по составу и содержит небольшое количество летучих веществ. Также удалось построить карту строения подповерхностных слоев в месте высадки аппарата и узнать больше о погоде на Красной планете. Статьи (1,2,3,4,5) опубликованы в журналах Nature Geoscience и Nature Communications.

Автоматическая исследовательская станция InSight совершила мягкую посадку на Марс в ноябре 2018 года в районе нагорья Элизиум, а в середине декабря 2018 года и феврале 2019 года опустила на поверхность два основных научных инструмента миссии: бур HP³, предназначенный для измерения тепловых потоков в марсианском грунте, и сейсмограф SEIS. В начале февраля 2019 года начала свое полноценное функционирование система датчиков APSS, собирающая на регулярной основе данные о погодных условиях.

Одним из главных итогов первых десяти месяцев работы станции стало подтверждение того, что Марс по-прежнему является сейсмически активной планетой. По состоянию на 30 сентября 2019 года сейсмографом было зарегистрировано 174 сейсмических события, из них 150 были высокочастотные, а 24 события — низкочастотные, с магнитудой M_w = 3–4, характер которых указывает на их тектоническую природу. Среди них можно выделить 13 случаев, для которых можно приблизительно вычислить местоположение источника и магнитуды.

Частота сейсмических событий с меньшими магнитудами аналогична частоте аналогичных событий внутри плит земной коры, мощных марсотрясений не наблюдалось. Данные SEIS показывают, что верхние слои коры Марса до глубин 8–11 километров претерпели сильные изменения и неоднородны, кроме того, кора содержит небольшое количество летучих веществ и в ней идет сильное рассеяние сейсмических волн.

Сопоставление данных сейсмографа и инструмента HP³, а также изучение снимков, получаемых бортовыми камерами станции, позволили составить картину строения подповерхностных слоев в месте посадки InSight, которая находится на склоне эродированного ударного кратера, названного котловиной Холмстеда, с диаметром около 27 метров. Его возраст оценивается в 400–500 миллионов лет. Поверхность вокруг станции относительно гладкая, песчаная, богатая мелкими гранулами и галькой, с небольшим количеством относительно крупных камней. Около десяти ударных кратеров диаметром 1–10 метров можно увидеть на панорамных изображениях в пределах 20 метров от посадочной платформы.

Поверхностный слой представляет собой твердую корку (дюрикраст), которая состоят из камней и гальки, сцементированных в мелкозернистой матрице. Глубже залегает слой из фрагментированного неоднородного реголита, который имеет толщину около 3–18 метров и покрывает брекчию, которая затем переходит в базальтовый слой.

Данные погодных датчиков показывают, что усиление ветра наблюдается примерно с полуночи до раннего утра, так как более холодный воздух спускается с высокогорья в южном полушарии на равнинные регионы в северном полушарии, где находится станция. В течение дня нагрев воздуха солнечными лучами вызывает конвективные потоки. Ветер усиливается вновь ближе к вечеру, когда падает атмосферное давление и появляются пылевые дьяволы. К позднему вечеру ветер стихает, и обстановка вокруг посадочной платформы становится спокойной. С позднего вечера и до полуночи атмосферные условия настолько благоприятные, что сейсмограф становится способен регистрировать тектонический шум из глубины планеты. Ночные съемки показали, что в небе наблюдалось свечение долгое время после сумерек (с интенсивностью около 10 рэлеев) не за счет отражения света от спутников Марса. Ранее предсказывалось, что оно вызывается фотохимическими реакциями в верхних слоях атмосферы, однако пронаблюдать его смогли только сейчас.

О подробностях миссии и загадках марсианской геологии можно прочитать в наших материалах «Заглянуть внутрь Красной планеты» и «Сейсмограф для Марса».

Александр Войтюк