
И треснул Марс напополам: ученые, кажется, разгадали главную тайну Солнечной системы
Ученые считают, что на Марсе находится главная загадка Солнечной системы — так называемая дихотомия. Эта аномалия была открыта еще в 70-х годах XX века, однако до самого последнего времени исследователи не знали, как подступиться к этой тайне. И вот, наконец, забрезжил свет в конце тоннеля…
Для тех, кто не в курсе марсианской геологии, поясню: южные возвышенности, которые охватывают практически две трети Красной планеты, на 5—6 км выше северных низменностей. И это единственное такое место во всей Солнечной системе, где имеется такой резкий контраст, причем в столь колоссальных масштабах.

Миссии «Викинг» в 1970-х годах позволили получить более детальное изображение поверхности Марса
Естественно, как только была обнаружена марсианская дихотомия, у физиков, геологов и прочих исследователей возник резонный вопрос: а почему, собственно, такая разница? Мнения, конечно, разделились. Кто-то говорит, что столь явное разделение на высокие горы и глубокие низменность — результат воздействия внешних факторов. К примеру, миллиарды лет назад в Марс запросто мог врезаться гигантский астероид размером с нашу Луну.
Есть и внутренние гипотезы. Одна из них утверждает: южная часть Красной планеты так сильно вспучилась горами из-за того, что в марсианской мантии более теплый материал поднялся на поверхность, а более холодный, напротив, опустился вниз.
Совсем недавно профессор Хрвое Ткалчич (Австралийский национальный университет) и профессор геофизики Вэйцзя Сунь (Китайская академия наук) проанализировали данные по марсотрясениям. Информацию собрал InSight, посадочный модуль NASA, который работает недалеко от границы, разделяющей половины дихотомии. Исследование показало, что происхождение марсианской аномалии уходит в глубины Красной планеты. Результаты научной работы были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Различия между двумя половинами марсианской дихотомии — это не только высота. Дело в том, что южные возвышенности сплошь усеяны кратерами и следами древних потоков лавы. В то же время северные низменные равнины выглядят удивительно гладкими и практически лишенными каких-то заметных особенностей.
Также геофизические исследования показывают, толщина коры Марса значительно увеличивается именно над южным нагорьем. Кроме того, южные горные породы отчетливо фонят остаточной намагниченностью. Это прямо указывает на то, что они имеют очень древнее происхождение, когда Красная планета имела мощную магнитосферу.
В свою очередь, породы северных равнин вообще не имеют признаков намагниченности.
Ученые заметили, что количество кратеров на квадратный метр можно использовать для определения возраста местности. Чем больше кратеров, тем древнее исследуемая поверхность. Из этого следует однозначный вывод: южное нагорье Марса гораздо старше северных низменностей.
Часть исследователей полагают, что когда-то на месте северных низких равнин находился огромный океан с жидкой водой. Однако данная гипотеза вызывает жаркие споры. Вода предполагает наличие осадочных пород, характерные формы рельефа и минералы, которые образуются при долгом контакте с водной средой.

Марс с водой. На юге — высокие горы, на севере — безбрежный океан
И вообще, жидкая вода — одно из главных условий для возникновения и поддержания жизни. Поэтому очень даже понятно, почему гипотеза о древнем марсианском океане привлекает столь пристальное внимание отдельных ученых и целых космических агентств.
Ткалчич и Сунь подчеркивают, что оперировать данными о марсианских подземных толчках сложно. Если на Земле информация к ученым приходит из тысяч сейсмоцентров, и это позволяет очень точно локализировать эпицентры землетрясений, то на Марсе ситуация совершенно другая.
На всю планету есть всего лишь один сейсмоприбор, который находится на борту модуля InSight. Поэтому для определения источника марсотрясения ученым приходится анализировать временные задержки между различными видами волновых колебаний, между P- и S-волнами. Эти измерения позволяют рассчитать расстояние до эпицентра, а наблюдение за колебаниями частиц на поверхности помогает установить направление на источник.

Фото с борта InSight
Разработав систему анализа данных с InSight, Ткалчич и Сунь протестировали ее на уже известных событиях, таких как падения метеоритов, замеченных спутниками. Оказалось, метод отлично фиксирует концентрацию марсотрясений на Земле Киммерии (Terra Cimmeria), большом регионе на южном нагорье.
Далее ученые исследовали, как S-волны теряют свою энергию, проходя сквозь горные породы юга. Аналогичные расчеты были проведены для землетрясений в северной части региона Борозды Цербера (Cerberus Fossae). Сравнительный анализ показал, что волны быстрее затухают на южных возвышенностях. Это свидетельствует о том, что породы под южными возвышенностями могут быть теплее, чем на севере.
По словам исследователей, разница в температурах между частями марсианского разрыва еще больше подтверждает внутреннюю теорию о дихотомии. Причина разных половин Марса кроется в глубинных процессах самой планеты, а не в каком-то внешнем воздействии.
Чтобы объяснить это явление, Ткалчич и Сунь создали несколько сложных моделей на основе первоначальных неоднородностей марсианской коры в прошлом. Таким образом, удалось реконструировать формирование дихотомии.

Карта, показывающая марсианскую дихотомию: южное нагорье окрашено в желтые и оранжевые цвета, северная низменность — в синие и зеленые
Когда Марс был очень похож на Землю, здесь также действовали тектонические процессы. Перемещение литосферных плит и расплавленных масс под ними могло привести к образованию чего-то похожего на сегодняшнюю дихотомию. Со временем движение плит прекратилось, оставив застывший слой, который ученые называют «неподвижной крышкой», скрывающей разогретое ядро планеты.
Чтобы полностью разгадать тайну происхождения марсианской дихотомии, потребуются дополнительные сведения о марсотрясениях и детальные модели эволюции планеты. Кроме того, смоделированную картину придется сопоставить с аналогичными процессами на Земле и других планетах.
Горы и низменности
Для тех, кто не в курсе марсианской геологии, поясню: южные возвышенности, которые охватывают практически две трети Красной планеты, на 5—6 км выше северных низменностей. И это единственное такое место во всей Солнечной системе, где имеется такой резкий контраст, причем в столь колоссальных масштабах.

Миссии «Викинг» в 1970-х годах позволили получить более детальное изображение поверхности Марса
Естественно, как только была обнаружена марсианская дихотомия, у физиков, геологов и прочих исследователей возник резонный вопрос: а почему, собственно, такая разница? Мнения, конечно, разделились. Кто-то говорит, что столь явное разделение на высокие горы и глубокие низменность — результат воздействия внешних факторов. К примеру, миллиарды лет назад в Марс запросто мог врезаться гигантский астероид размером с нашу Луну.
Есть и внутренние гипотезы. Одна из них утверждает: южная часть Красной планеты так сильно вспучилась горами из-за того, что в марсианской мантии более теплый материал поднялся на поверхность, а более холодный, напротив, опустился вниз.
Совсем недавно профессор Хрвое Ткалчич (Австралийский национальный университет) и профессор геофизики Вэйцзя Сунь (Китайская академия наук) проанализировали данные по марсотрясениям. Информацию собрал InSight, посадочный модуль NASA, который работает недалеко от границы, разделяющей половины дихотомии. Исследование показало, что происхождение марсианской аномалии уходит в глубины Красной планеты. Результаты научной работы были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Кратеры и дно океана
Различия между двумя половинами марсианской дихотомии — это не только высота. Дело в том, что южные возвышенности сплошь усеяны кратерами и следами древних потоков лавы. В то же время северные низменные равнины выглядят удивительно гладкими и практически лишенными каких-то заметных особенностей.
Также геофизические исследования показывают, толщина коры Марса значительно увеличивается именно над южным нагорьем. Кроме того, южные горные породы отчетливо фонят остаточной намагниченностью. Это прямо указывает на то, что они имеют очень древнее происхождение, когда Красная планета имела мощную магнитосферу.
В свою очередь, породы северных равнин вообще не имеют признаков намагниченности.
Ученые заметили, что количество кратеров на квадратный метр можно использовать для определения возраста местности. Чем больше кратеров, тем древнее исследуемая поверхность. Из этого следует однозначный вывод: южное нагорье Марса гораздо старше северных низменностей.
Часть исследователей полагают, что когда-то на месте северных низких равнин находился огромный океан с жидкой водой. Однако данная гипотеза вызывает жаркие споры. Вода предполагает наличие осадочных пород, характерные формы рельефа и минералы, которые образуются при долгом контакте с водной средой.

Марс с водой. На юге — высокие горы, на севере — безбрежный океан
И вообще, жидкая вода — одно из главных условий для возникновения и поддержания жизни. Поэтому очень даже понятно, почему гипотеза о древнем марсианском океане привлекает столь пристальное внимание отдельных ученых и целых космических агентств.
Марсотрясения намекают
Ткалчич и Сунь подчеркивают, что оперировать данными о марсианских подземных толчках сложно. Если на Земле информация к ученым приходит из тысяч сейсмоцентров, и это позволяет очень точно локализировать эпицентры землетрясений, то на Марсе ситуация совершенно другая.
На всю планету есть всего лишь один сейсмоприбор, который находится на борту модуля InSight. Поэтому для определения источника марсотрясения ученым приходится анализировать временные задержки между различными видами волновых колебаний, между P- и S-волнами. Эти измерения позволяют рассчитать расстояние до эпицентра, а наблюдение за колебаниями частиц на поверхности помогает установить направление на источник.

Фото с борта InSight
Разработав систему анализа данных с InSight, Ткалчич и Сунь протестировали ее на уже известных событиях, таких как падения метеоритов, замеченных спутниками. Оказалось, метод отлично фиксирует концентрацию марсотрясений на Земле Киммерии (Terra Cimmeria), большом регионе на южном нагорье.
Далее ученые исследовали, как S-волны теряют свою энергию, проходя сквозь горные породы юга. Аналогичные расчеты были проведены для землетрясений в северной части региона Борозды Цербера (Cerberus Fossae). Сравнительный анализ показал, что волны быстрее затухают на южных возвышенностях. Это свидетельствует о том, что породы под южными возвышенностями могут быть теплее, чем на севере.
Вопрос требует разъяснений
По словам исследователей, разница в температурах между частями марсианского разрыва еще больше подтверждает внутреннюю теорию о дихотомии. Причина разных половин Марса кроется в глубинных процессах самой планеты, а не в каком-то внешнем воздействии.
Чтобы объяснить это явление, Ткалчич и Сунь создали несколько сложных моделей на основе первоначальных неоднородностей марсианской коры в прошлом. Таким образом, удалось реконструировать формирование дихотомии.

Карта, показывающая марсианскую дихотомию: южное нагорье окрашено в желтые и оранжевые цвета, северная низменность — в синие и зеленые
Когда Марс был очень похож на Землю, здесь также действовали тектонические процессы. Перемещение литосферных плит и расплавленных масс под ними могло привести к образованию чего-то похожего на сегодняшнюю дихотомию. Со временем движение плит прекратилось, оставив застывший слой, который ученые называют «неподвижной крышкой», скрывающей разогретое ядро планеты.
Чтобы полностью разгадать тайну происхождения марсианской дихотомии, потребуются дополнительные сведения о марсотрясениях и детальные модели эволюции планеты. Кроме того, смоделированную картину придется сопоставить с аналогичными процессами на Земле и других планетах.
- Дмитрий Алексеев
- nasa.gov, sciencealert.com, psmag.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Голубые гренландские озера превратились в коричневые фабрики по производству парниковых газов
Эксперты говорят: вода в этих озерах — бомба замедленного действия....

Секретные символы на карте XVI века позволят открыть величайшую тайну Америки
Эксперты уверены: разгадка пропавшей колонии Роанок близка как никогда....

Почему мужчины эволюционируют вдвое быстрее женщин?
Новое исследование ставит под вопрос наши представления о биологии....

Что скрывает «идеальный квадрат» на Марсе?
Версии ученых, конспирологов и Илона Маска....

Сталин пообещал целый миллион долларов за расшифровку письменности древней цивилизации
Участвовать в конкурсе, объявленном правительством индийского штата, может абсолютно любой желающий....

Неандертальцы не просто выжили в ледниковый период — они процветали
Доказательство тому — археологические раскопки....

Отсекли голову, а тело «разобрали» на части
Ученые нашли очередную «вампирскую» могилу в Хорватии....

Едва не получила премию Дарвина: американка ввела себе яд чёрной вдовы
Пытаемся разобраться: что было потом и зачем вообще это было сделано....

Вселенная ускоряется… или мы все ошибаемся?
Космический телескоп открыл данные, которые поставили ученых в тупик....

Почти люди: бонобо осознавали человеческое непонимание и влияли на ситуацию
Важная способность подсказывать и делиться знаниями....

Развенчан миф о породах собак: удивительная правда о мнимых «сверхспособностях»
Не считая плоскомордых....

Волшебное слово на букву f: непрошенные выдачи в Google легко победить сквернословием
Впрочем, эту лазейку вскоре могут закрыть....

С помощью ИИ получили самовосстанавливающийся асфальт
Сделан шаг к более экономичным дорогам....

Жить в Британии становится все опаснее: теперь жителям угрожают вспышки диареи
По словам ученых, это последствия изменения климата. И это только начало…...

Super в действии: резвый беспилотник умеет преследовать даже в тёмном лесу
Новинка из Гонконга уверенно летает по неизвестной местности....

Таинственный спонсор финансирует проект по созданию поселения на дне морском
Неизвестно, кто направляет деньги на создание подводных колоний....