Не дайте аппетитному описанию ввести вас в заблуждение. Когда планетологи говорят, что внутренняя часть Марса больше напоминает пирожное «шоколадная дорога», чем масляное песочное печенье, за вкусной метафорой скрывается миллиарды лет геологической нестабильности.
В ходе пересмотра предыдущих наблюдений, собранных выведенным из эксплуатации зондом NASA InSight, исследователи обнаружили, что в мантии Марса присутствуют древние фрагменты размером до 4 км в ширину. Об этом подробно рассказывается в исследовании, опубликованном 28 августа в журнале Nature.
Геологическая история планет земной группы
Планеты земной группы Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) образовались около 4,5 миллиарда лет назад, но окончательные геологические результаты далеки от единообразия. На Земле тектоника плит непрерывно (хотя и медленно) перемещает вещество между корой и мантией. На Марсе ситуация сравнительно более спокойная. Мантия Красной планеты навсегда заперта под неподвижной внешней корой, сохраняющей внутренности планеты.
Однако нынешнее спокойствие — это лишь следствие катастрофических событий прошлого планеты. Используя сейсмические инструменты InSight, группа планетологов выявила гигантские образования, которые разрушают сравнительно более гладкие участки мантии. Эти кусочки планеты подобны орехам и маршмеллоу в пирожном «шоколадная дорога».
Миллионы лет спустя они служат остаточными свидетельствами многочисленных катастрофических столкновений с объектами размером с планету — того же типа, который, вероятно, ответственен за столкновение с Землёй и формирование Луны.
По словам соавтора исследования Константиноса Хараламбуса, эти события генерировали достаточно энергии, чтобы расплавить массивные части тогда ещё молодой планеты, превратив их в моря магмы.
«Когда эти океаны магмы остывали и кристаллизовались, они оставляли после себя отдельные по составу куски материала — и мы полагаем, что именно их мы сейчас обнаруживаем глубоко внутри Марса», — пояснил он в заявлении.
Хараламбус говорит, что эти столкновения, вероятно, произошли в течение первых 100 миллионов лет существования Марса и являются свидетельством того, насколько инертной является планета сегодня.
«Тот факт, что мы всё ещё можем обнаружить его следы спустя четыре с половиной миллиарда лет, показывает, насколько вяло мантия Марса перемешивалась с тех пор», — сказал он.
Соавтор исследования Том Пайк назвал этот процесс «фрактальным распределением», которое происходит, когда столкновение «превосходит прочность объекта».
«Вы видите тот же эффект, когда стакан падает на кафельный пол, как и когда метеорит сталкивается с планетой: он разбивается на несколько больших осколков и большое количество мелких кусочков», — сказал он. «Удивительно, что мы всё ещё можем обнаружить это распределение сегодня».
Посадочный аппарат InSight зарегистрировал сейсмические волны от восьми отдельных марсотрясений, которые прошли через мантию Красной планеты. Два события были результатом пары ударов метеоритов, каждый из которых создал кратер шириной 150 м. Когда эти волны проникли в Марс, InSight зафиксировал значительные помехи.
«Это согласуется с мантией, полной структур разного состава — остатков ранних дней Марса», — сказал Хараламбус.
Эти открытия имеют последствия, выходящие за пределы ближайшего к Земле соседа. Хотя наша планета гораздо более геологически активна, другие скалистые планеты могут напоминать Марс под своей корой. Лучшее понимание мантии Марса может помочь будущим исследованиям других миров.
«Что произошло на Марсе, так это то, что после этих ранних событий поверхность затвердела и превратилась в застойную крышку», — сказал Хараламбус. «Она запечатала мантию под собой, зафиксировав эти древние хаотичные черты — как планетарная капсула времени».