Пользуясь данными, которые собрал космический корабль НАСА InSight, международная группа исследователей рассчитала размер ядра Марса. Результаты работы являются предметом обсуждения 52-й Лунной и планетарной научной конференции, которая в этом году проводится в онлайн-режиме.
В соответствии с современными моделями, внутреннее строение Марса представлено корой, мантией и ядром. Средняя толщина коры – около 50 км (максимум – до 125 км). Она занимает 4,4% всей планеты.
Мантия состоит из верхней, средней и предварительно нижней частей. По сравнению с земной, она отличается меньшим диапазоном давлений ввиду не такой сильной гравитации. В составе мантии выделяют минералы и силикаты, например, гранат, оливин и пироксены.
По мнению ученых, ядро полностью или частично находится в жидком состоянии. В его составе присутствует преимущественно железо с примесью серы, никель и водород. Ранее удавалось измерить размер ядер только Земли и Луны. Для этого исследователи пользовались сейсмическими данными.
Суть метода заключается в отслеживании землетрясений. При помощи специальных датчиков улавливаются звуки, исходящие во время подземных толчков и колебаний. Для измерения размера ядра Марса таким же способом, НАСА еще в 2018 г. запустило миссию InSight. Главной ее задачей была доставка на поверхность Красной планеты посадочного аппарата с сейсмометром на борту.
Научные цели InSight в области геологической эволюции Марса:
- измерение размера, состава, агрегатного состояния ядра;
- определение структуры, толщины, состава коры и мантии;
- измерение температуры внутренних слоев планеты.
Аппарат приземлился недалеко от экватора планеты. С этого момента началось наблюдение за «марсотрясениями». С 2018 года датчики зафиксировали около 500 толчков и зарегистрировали соответствующее количество сейсмических данных. В сравнении с землетрясениями колебания поверхности Марса в большинстве случаев более слабые.
Также среди них выделено около 50 толчков с магнитудой 2-4 (шкала Рихтера предусматривает показатели от 1 до 9,5). Эти колебания оказались достаточно сильными для того, чтобы их можно было использовать с целью измерения внутренних характеристик планеты. Ранее именно благодаря данным InSight ученые установили приблизительную глубину и толщину слоев коры Марса.
Сейсмографические датчики улавливают множество показателей, на основании которых специалисты могут рассчитать размеры внутренних структурных частей планетарного тела. Например, они фиксируют, на какой глубине начинаются и заканчиваются волны, возникающие вследствие землетрясения. Так производятся расчеты времени, которое потребовалось для прохождения волны через ту или иную область планеты.
Далее устанавливается плотность слоев и, наконец, определяется глубина границ между ядром и мантией в разных частях планеты. Все эти данные позволили рассчитать, что радиус ядра находится в пределах 1810-1860 км – это примерно половина размера земного ядра.
Результаты исследования оказались неожиданными для ученых, так как прежде считалось, что оно намного крупнее. Также плотность центральной части планеты – около 6700 кг/м3. Установленный радиус дает основания полагать, что в составе ядра больше легких элементов, чем предполагалось.
