Астрономія
Астрономія

InSight оцінив розмір марсіанського рідкого ядра приблизно у половину земного

Дослідники проаналізували дані, зібрані апаратом NASA InSight під час марсотрясінь та встановили, що розмір рідкого ядра Марса становить близько 1800 кілометрів — це приблизно вдвічі менше, ніж на Землі. Результати дослідження представили на Конференції про Місячні та планетарні науки (Lunar and Planetary Science Conference), його презентація доступна на сайті події.

Художнє зображення апарата InSight. NASA, JPL-Caltech

Художнє зображення апарата InSight. NASA, JPL-Caltech

Що відомо про внутрішній склад Марса?

Безліч досліджень вказують, що кам’янисті планети мають різні внутрішні шари: силікатну кору та мантію, що оточують ядро з високою густиною. Останнє складається переважно із заліза та частки легших елементів (наприклад, сірки, кремнію, вуглецю, кисню та водню). Склад марсіанських метеоритів свідчить, що ядро Марса багате залізом та нікелем і, ймовірно, містить сульфідний компонент, який впливає на його фізичний стан. Існують вагомі докази того, що наразі ядро Марса, на відміну від земного, повністю розплавлене. Втім, його розмір і склад лишалися невизначеними. Зокрема, планетологам невідомо, чи існує на Марсі нижня силікатна мантія, яка може впливати на динамічний розвиток його внутрішніх шарів. Якщо ядро невелике і збагачене залізом, нижня мантія буде присутня, тоді як велике ядро, як правило, збагачуюється легкими елементами, перешкоджаючи утворенню нижньої мантії.

Яке дослідження здійснили вчені?

Апарат InSight висадився в районі рівнини Елізій на Марсі у 2018 році. Його корисне навантаження складається з трьох основних геофізичних приладів: сейсмометра, зонда теплового потоку та радіотранспондера — приймально-передавального пристроя, що дозволяє точно відстежувати обертання Марса. Основними завданнями місії є вивчення внутрішньої структури планети і сучасного рівня її тектонічної активності. Дослідники використали зібрані інструментами InSight дані про марсотрясіння, зібрані у період з березня 2019 по липень 2020 року. Під час таких подій утворювалися сейсмічні хвилі двох типів: S-хвилі та P-хвилі, які мають різні властивості. Так як S-хвилі не можуть поширюватися всередині рідкого середовища, межа між ядром та мантією планети діє на них як фільтр, відбиваючи їх назад. Вчені використали ці зафіксовані відбиті хвилі, щоб дізнатися більше про внутрішній склад Марса.

Що показали результати?

Використовуючи набір з 5000 моделей мантії, сумісних із зібраними даними, дослідники встановили, що на глибині приблизно 1600 кілометрів починається рідке ядро, радіус якого становить близько 1800 кілометрів. Ядро виявляється збагаченим залізом. Нижня мантія на Марсі, скоріше за все, відсутня. Більше того, великі розміри ядра мають важливі наслідки для його складу. Його середня густина становить 6 грам на кубічний сантиметр. Це означає, що вміст сірки у ньому перевищує 18%, тобто легших за залізо елементів у ньому більше, ніж вважалося раніше.