Планетологи уменьшили и уплотнили ядро Марса

В данных марсианской станции InSight планетологи впервые обнаружили свидетельства сейсмических волн, проходящих сквозь ядро Марса. Это позволило ученым определить, что ядро планеты плотнее и меньше, чем считалось ранее, и что в нем много легких элементов. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Огромный вклад в современную картину строения Марса внесли данные, собранные геофизической автоматической станцией NASA InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), которая работала на планете с 2018 по конец 2022 года. В частности, аппарат смог оценить размеры и состав ядра планеты и определить положение границы между ядром и мантией, причем тогда размер ядра пришлось увеличивать относительно предыдущих оценок.

Первоначально измеренный InSight радиус ядра оценивался в 1830 километров — этот результат подтверждался бортовым экспериментом RISE и сейсмографом SEIS, работавшим рядом с аппаратом. Однако измеренный радиус ядра плохо сочетался с его оценочной низкой плотностью. В частности, если предполагать, что железное ядро планеты легировано только серой, то по данным наблюдений, серы в нем должно быть неправдоподобно много. Помочь разобраться с этой проблемой должны были сейсмические волны, проходящие непосредственно сквозь ядро планеты (такие волны фиксировали на Земле, но до сих пор не регистрировали на Марсе).

Группа планетологов во главе с Джессикой Ирвинг (Jessica C. E. Irving) из Бристольского университета сообщила о первых двух случаях регистрации сейсмических волн, проходящих через марсианское ядро. В коре и мантии планеты эти волны распространяются как поперечные, а в ядре — как волна сжатия. События S0976a и S1000a с магнитудами 4,2 и 4,1 были обнаружены сейсмографом SEIS станции InSight в 2021 году, а их источники находились на обратной стороне планеты.

Сопоставив данные наблюдений с разными моделями ядра Марса, исследователи определили, что лучше всего их описывает модель, в которой медианный радиус ядра составляет 1780–1810 километров, а его плотность — 6,2–6,3 грамма на кубический сантиметр. Таким образом, ядро меньше и плотнее, чем считалось ранее (раньше плотность ядра оценивали примерно в 6 грамм на кубический сантиметр). Также ученые оценили верхнюю границу радиуса внутреннего ядра Марса. Если оно действительно есть, то его радиус будет менее 750 километров. Новые оценки сделали и для элементного состава ядра — наиболее подходящая модель ядра содержит от 20,3 до 21,4 процентов по массе легких элементов, таких как сера, кислород, углерод и водород. При этом содержание серы может составлять от 15,4 до 16,5 процентов от массы ядра.

Ранее мы рассказывали о том, как InSight впервые достоверно зафиксировал падение метеоритов на Марс и рекордно мощное марсотрясение.