Станция InSight подтвердила неоднородность марсианской мантии

Данные автоматической станции InSight указали на неоднородности марсианской мантии. По мнению планетологов, свойства первого марсотрясения, обнаруженного на обратной стороне планеты, указывают на наличие слоя расплавленных силикатов между основной частью мантии и ядром. Статья опубликована в журнале Nature.

Большую роль в текущем понимании внутренней структуры Марса сыграли данные, полученные за три года работы геофизической автоматической станции InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport). В частности, станция помогла составить детальную схему подповерхностных слоев Марса, померить толщину коры, оценить размеры ядра планеты и даже заметила признаки активности в верхней мантии.

Группа планетологов во главе с Анри Самуэлем (Henri Samuel) из Университета Париж-Сите сообщила об открытии слоя расплавленного силиката над ядром Марса, которое было сделано в ходе анализа сейсмических данных, собранных сейсмографом SEIS во время события S1000a — марсотрясения, вызванного падением крупного метеороида на обратной стороне планеты. Его особенностью была фиксация P_diff-волны (P-волна, которая отклонилась от границы мантия-ядро).

По мнению ученых, значительное снижение скорости сейсмической волны в глубокой мантии и малое затухание сейсмических волн S1000a по сравнению с затуханием волн, вызванных приливными взаимодействиями Марса и Фобоса, можно объяснить в рамках модели стратифицированной мантии, а не модели однородной мантии, которая уже критиковалась из-за проблем с соответствием наблюдаемых и теоретических свойств ядра Марса.

Предполагается, что гетерогенная мантия могла образоваться в прошлом при затвердевании магматического океана Марса, при этом возник глубокий расплавленный базальный слой мантии, который действует как буфер, уменьшающий теплообмен между ядром и мантией, а также как источник тепла. Он состоит из силикатов, сильно обогащен железом и радиоактивными элементами, выделяющими тепло при распаде, и находится чуть выше ядра, а за ним следует частично расплавленный слой.

Если модель неоднородной мантии верна, то диаметр ядра Марса должен составлять 1650±20 километров, а его объемная плотность оценена в 6,5 грамм на кубический сантиметр. Это значение плотности немного больше, чем предыдущие оценки, что можно объяснить меньшим содержанием в ядре серы, кислорода, водорода и углерода, чем требовалось в других моделях. Таким образом, пересмотренная модель строения ядра Марса будет более совместима с данными других наблюдений.

Ранее мы рассказывали о том, как InSight оценил скорость сокращения марсианских суток.