Исследования раскрывают тайны Марса

Гравитационная карта Марса. Красные круги показывают выдающиеся вулканы на Марсе, а черные круги показывают ударные кратеры диаметром более нескольких сотен км. Сигнал с высокой гравитацией находится в вулканическом регионе Тарсис (красная область в центре справа на изображении), который окружен кольцом отрицательной гравитационной аномалии (показано синим цветом). Автор: Root et al.

Исследования изменений гравитации на Марсе выявили плотные, крупномасштабные структуры, скрытые под слоями осадков затерянного океана. Анализ, объединяющий модели и данные нескольких миссий, также показывает, что активные процессы в мантии Марса могут давать толчок самому большому вулкану в Солнечной системе, Олимпу Монс. Результаты были представлены на этой неделе на Европейском научном конгрессе (EPSC) в Берлине Бартом Рутом из Делфтского технического университета (TU Delft).

На Марсе есть много скрытых структур, таких как залежи льда, но особенности, обнаруженные на северных полярных равнинах, остаются загадкой, поскольку они покрыты толстым и гладким слоем осадочных пород, которые, как полагают, отложились на древнем морском дне.

«Эти плотные структуры могут иметь вулканическое происхождение или быть уплотненным материалом из-за древних ударов. Мы выявили около 20 объектов разного размера, разбросанных по области, окружающей северную полярную шапку, — один из них напоминает форму собаки», — сказал доктор Рут. «Кажется, на поверхности нет никаких их следов. Однако благодаря данным гравитации у нас есть заманчивый взгляд на более древнюю историю северного полушария Марса».

Доктор Рут и его коллеги из TU Delft и Utrecht University использовали крошечные отклонения в орбитах спутников, чтобы исследовать гравитационное поле Марса и найти подсказки о внутреннем распределении массы планеты. Эти данные были введены в модели, которые используют новые наблюдения миссии NASA Insight о толщине и гибкости марсианской коры, а также о динамике мантии и глубоких недр планеты, чтобы создать глобальную карту плотности Марса.

Карта, на которой выделены плотные гравитационные структуры в северном полушарии. Области, обозначенные черными линиями, представляют собой аномалии большой массы, которые не показывают никакой корреляции с геологией и топографией. Эти скрытые подземные структуры покрыты отложениями старого океана. Их происхождение все еще остается загадкой, и для выяснения их природы необходима специальная гравитационная миссия, такая как MaQuIs. Автор: Root et al.

Карта плотности показывает, что северные полярные объекты примерно на 300–400 кг/м ³ плотнее, чем их окружение. Однако исследование также выявило новые сведения о структурах, лежащих в основе огромного вулканического региона Tharsis Rise, который включает колоссальный вулкан Olympus Mons.

Хотя вулканы очень плотные, область Тарсис находится намного выше, чем средняя поверхность Марса, и окружена областью сравнительно слабой гравитации. Эту гравитационную аномалию трудно объяснить, рассматривая только различия в марсианской коре и верхней мантии. Исследование доктора Рута и его команды предполагает, что легкая масса около 1750 километров в поперечнике и на глубине 1100 километров дает всему региону Тарсис толчок вверх. Это можно объяснить огромным шлейфом лавы, движущимся глубоко внутри марсианских недр к поверхности.

«Миссия NASA InSight дала нам жизненно важную новую информацию о твердом внешнем слое Марса. Это означает, что нам нужно переосмыслить то, как мы понимаем поддержку вулкана Олимпус Монс и его окрестностей», — сказал доктор Рут. «Это показывает, что внутри Марса все еще могут происходить активные движения, которые влияют на поверхность и, возможно, создают новые вулканические образования».

Доктор Рут входит в команду, предлагающую миссию «Марсианская квантовая гравитация» (MaQuls), цель которой — использовать технологию, разработанную для таких миссий, как GRAIL и GRACE на Луне и Земле соответственно, для детального картирования гравитационного поля Марса.

«Наблюдения с помощью MaQuIs позволят нам лучше изучить недра Марса. Это поможет нам узнать больше об этих загадочных скрытых особенностях и изучить текущую конвекцию мантии, а также понять динамические поверхностные процессы, такие как сезонные изменения в атмосфере и обнаружение подземных водохранилищ», — сказала доктор Лиза Вернер из DLR, которая на этой неделе представила миссию MaQuIs на EPSC2024.

Больше информации: Bart Root et al, Exploration of high mass subsurface structures in the northern hemisphere with joint flexure and mantle convection modelling of the Martian gravity field EPSC Abstracts (2024). DOI: 10.5194/epsc2024-730
Lisa Woerner, Quantum Technologies for Planetary Geodesy, EPSC Abstracts (2024). DOI: 10.5194/epsc2024-632 Больше информации: Bart Root et al, Exploration of high mass subsurface structures in the northern hemisphere with joint flexure and mantle convection modelling of the Martian gravity field EPSC Abstracts (2024). DOI: 10.5194/epsc2024-730
Lisa Woerner, Quantum Technologies for Planetary Geodesy, EPSC Abstracts (2024). DOI: 10.5194/epsc2024-632

Источник: Delft University of Technology