Внутри Марса нашли гигантскую тепловую аномалию: южная мантия на сотни градусов горячее северной

Марс оказался неоднородным не только снаружи, но и внутри: под южным полушарием планеты залегает вещество мантии, которое на 200-400 градусов Цельсия горячее, чем под северным. Разница температур настолько велика, что данные гравитационных измерений указывают на то, что глубинные породы во внутренних слоях южной части Красной планеты находятся в частично расплавленном состоянии. Это свидетельствует о масштабной тепловой асимметрии внутренних слоев Марса. Исследование выполнила научная группа под руководством доктора Александра Берна из Университета Аризоны. Результаты научной работы представлены в журнале Nature.

Чтобы заглянуть под поверхность планеты без бурения, учёные использовали метод, который можно назвать приливной томографией. Так как Марс движется по вытянутой орбите, а ось его вращения наклонена по отношению к Солнцу, планета постоянно испытывает сезонные приливные деформации. Подобные изменения формы вызывают едва заметные колебания в гравитационном поле планеты, а характер этих сдвигов напрямую отражает плотность, структуру и состав её скрытых недр. Авторы исследования проанализировали данные слежения за тремя автоматическими станциями — Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter, — чтобы восстановить, как именно колеблется гравитационное поле Марса во времени.

Оказалось, что определённая составляющая этих колебаний отличается от гипотез для однородной, симметричной планеты почти на 300 процентов. Такое расхождение можно объяснить только тем, что свойство мантии — так называемый модуль сдвига — различается более чем на 20 процентов в направлении с севера на юг. Граница этого различия почти точно совпадает с поверхностной границей марсианской дихотомии — резким переходом между низменными равнинами севера и приподнятыми, испещрёнными кратерами возвышенностями юга, который заметен на поверхности планеты уже давно.

Само происхождение этой дихотомии десятилетиями объясняли тремя способами: гигантским столкновением, которое сформировало северные низменности; конвекцией, разогревающей южную мантию снизу; либо толстой южной корой, работающей как тепловое одеяло и удерживающей радиоактивное тепло изнутри планеты. По словам Берна, эти сценарии не обязательно исключают друг друга. Тепловая аномалия, возникшая исключительно от древнего удара, рассеялась бы достаточно быстро и не сохранилась бы в мантии до наших дней — значит, какой-то процесс, будь то теплоизоляция корой или конвекция, продолжает действовать в недрах Марса и сейчас.

Обнаруженная асимметрия дополняет картину ранней истории Марса, в том числе периодов, когда на планете могли складываться условия, допускающие существование жизни. Более детальное изучение внутреннего строения южного полушария может помочь понять, где на планете стоит искать следы древних организмов. Как отмечает планетолог Амир Хан из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, не участвовавший в исследовании, наблюдательная часть работы наиболее весома, тогда как выводы о природе тепловой аномалии основаны на ряде модельных допущений и требуют дальнейшей проверки.

Источник: caltech.edu