Главная Наука и космос

Внутреннее ядро Марса оказалось больше, чем предполагалось: его диаметр превышает 600 километров

В конце 2018 года Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) осуществило запуск миссии под названием «InSight». В рамках этой миссии был впервые размещен сейсмометр непосредственно на марсианской поверхности. Прибор SEIS в течение более четырех лет регистрировал марсотрясения, столкновения метеоритов и колебания атмосферы, что предоставило ученым возможность получить информацию о внутренних структурах планеты.

Недавно международная группа исследователей представила убедительные доказательства того, что у Марса имеется небольшое твердое внутреннее ядро. Данное открытие, опубликованное в журнале Nature, противоречит существующим представлениям об эволюции Красной планеты.

Как услышать сердце планеты

Сейсмические волны распространяются внутри Марса при возникновении толчков. При прохождении через различные слои – кору, мантию, жидкое и твердое ядро – эти волны изменяют свою скорость и траекторию. На Земле для их изучения используется обширная сеть станций, однако на Марсе ученым располагался лишь один прибор для регистрации сейсмических колебаний.

Читать также:  Ученые представили подробное изображение галактики с двумя сверхмассивными черными дырами

Несмотря на существующее ограничение, информация, полученная от двадцати трех марсотрясений, оказалась достаточной. Специалисты искали определенные типы сейсмических волн – P’P’, PKKP и PKiKP. Последняя из них проявляется исключительно при наличии границы раздела между жидким и твердым ядром планеты. Именно такие сигналы были зафиксированы. Примечательно, что эти волны достигали приемников на десятки секунд раньше прогнозируемого времени, если бы все ядро представляло собой однородную жидкость.

Размеры и состав

Согласно проведенным расчетам, радиус твёрдого внутреннего ядра Марса оценивается примерно в 613 километров, что составляет приблизительно 18 процентов от общего радиуса планеты. Данная структура характеризуется большей плотностью и более высокой скоростью распространения сейсмических волн по сравнению с внешним ядром. Предполагается, что внутренняя область обогащена кислородом, а само ядро сформировано из железо-никелевого сплава, содержащего примеси серы, кислорода и углерода.

Читать также:  Ученые представили снимок сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Жара в центре планеты

Исследователи провели оценку параметров среды в области границы между твердым и жидким ядром. Установлено, что давление в этой зоне достигает 35 гигапаскалей, а температура колеблется в диапазоне от 1,5 до 1,8 тысяч градусов Цельсия. Такие значения создают условия для частичной кристаллизации сплава железа и никеля с добавлением легких элементов.

Однако возникает вопрос: предыдущие данные, собранные аппаратом «InSight», свидетельствовали о наличии расплавленного силикатного слоя у границы ядра и мантии, что требует более высоких температурных значений. Объяснить сосуществование твердого внутреннего ядра и перегретого «огненного пояса» на данный момент не представляется возможным. Это несоответствие побуждает к пересмотру моделей тепловой эволюции Марса и поиску новых объяснений процесса его остывания.

Почему это важно

В отличие от Земли, на сегодняшний день Марс не обладает глобальным магнитным полем. Как правило, формирование такого поля связано с процессами, происходящими в жидком ядре, и ростом твёрдого внутреннего ядра. Замедленный процесс кристаллизации, наблюдаемый у Красной планеты, может служить объяснением того факта, что её магнитное «сердце» прекратило свою активность.

Читать также:  Ученые представили подробное изображение туманности Омар

Выявление твердого ядра способствует уточнению моделей формирования Марса, его охлаждения и потери магнитного поля. Кроме того, это открытие заставляет по-новому взглянуть на историю планет земной группы – поскольку процессы, протекающие в недрах планеты, напрямую связаны с эволюцией атмосферы, климата и условиями для возникновения жизни.

Работа миссии «InSight» была завершена в 2022 году из-за того, что солнечные панели аппарата были покрыты марсианской пылью. В настоящее время поступление новых данных о марсотрясениях приостановлено, однако имеющиеся записи продолжат предоставлять ценную информацию для изучения планеты. Таким образом, текущее открытие является лишь началом дальнейших исследований.