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…

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.



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.



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.



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.



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.