![]() |
В течение четырех лет посадочный аппарат НАСА InSight регистрировал толчки на Марсе с помощью своего сейсмометра. Исследователи из ETH Zurich собирали и анализировали данные, передаваемые на Землю, чтобы определить внутреннее строение планеты.
Этот вывод, опубликованный в научном журнале Nature вместе с исследованием Анри Самюэля (Henri Samuel) из Института физики «Глобус-де Пари», который пришел к аналогичному выводу, используя взаимодополняющие методы, также дает новую информацию о размерах и составе ядра Марса, разрешая загадку, которую исследователи до сих пор не могли объяснить. Анализ первоначально наблюдавшихся марсотрясений показал, что средняя плотность марсианского ядра должна быть значительно ниже плотности чистого жидкого железа. Например, земное ядро состоит из железа примерно на 90% по массе. Легкие элементы, такие как сера, углерод, кислород и водород, составляют в сумме около 10% по массе. Первоначальные оценки плотности марсианского ядра показали, что оно состоит из гораздо большей доли легких элементов — около 20% по массе.
Меньше легких элементовНовые наблюдения показывают, что радиус марсианского ядра уменьшился с первоначально определенного диапазона 1 800-1 850 км до
Тот факт, что марсианское ядро содержит значительное количество легких элементов, указывает на то, что оно должно было сформироваться очень рано, возможно, когда Солнце еще было окружено газовой туманностью, из которой легкие элементы могли накапливаться в марсианском ядре. Первоначальные расчеты основывались на сотрясениях, происходивших в непосредственной близости от посадочного аппарата InSight. Однако в августе и сентябре 2021 года сейсмометр зарегистрировал два землетрясения на противоположной стороне Марса. Одно из них было вызвано падением метеорита. «Эти землетрясения вызвали сейсмические волны, которые прошли через ядро», — объясняет Сесилия Дюран, докторант кафедры наук о Земле ETH Zurich.
В случае более ранних марсотрясений, напротив, волны отражались от границы ядра и мантии, не давая никакой информации о глубинных недрах Красной планеты. В результате новых наблюдений исследователям удалось определить плотность и скорость сейсмических волн в жидком ядре на глубине около 1 000 км. Суперкомпьютерное моделированиеЧтобы определить состав материала по таким профилям, исследователи обычно сравнивают полученные данные с данными синтетических сплавов железа, содержащих различные пропорции легких элементов (S, C, O и H). В лабораторных условиях эти сплавы подвергаются воздействию высоких температур и давлений, эквивалентных тем, которые существуют в недрах Марса, что позволяет исследователям напрямую измерять плотность и скорость сейсмических волн. Однако в настоящее время большинство экспериментов проводится в условиях, характерных для земных недр, поэтому они не могут быть сразу применены к Марсу. Поэтому исследователи из ETH Zurich прибегли к другому методу. Они рассчитали свойства различных сплавов с помощью квантово-механических расчетов, которые проводились в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS) в Лугано (Швейцария). Когда исследователи сравнили рассчитанные профили со своими измерениями по данным сейсморазведки InSight, они столкнулись с проблемой. Оказалось, что ни один сплав железа с легкими элементами не соответствует данным одновременно в верхней и центральной частях марсианского ядра. Например, на границе ядра и мантии сплав железа должен был содержать гораздо больше углерода, чем в недрах ядра.
В подтверждение этого исследователи также обнаружили, что плотность и скорость сейсмических волн, измеренные и рассчитанные во внешней 150-километровой части ядра, соответствуют плотности и скорости жидких силикатов — того самого материала, из которого в твердом виде состоит марсианская мантия. Дальнейший анализ более ранних марсотрясений и дополнительное компьютерное моделирование подтвердили этот результат. Остается только сожалеть, что запыленность солнечных батарей и, как следствие, недостаток энергии не позволили зонду InSight получить дополнительные данные, которые могли бы пролить свет на состав и структуру недр Марса.
25.10.2023 |
Космос
![]() | |
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена | |
Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб... |
![]() | |
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна? | |
По мере развития астрофизических технологий и&... |
![]() | |
AstroJ: Карликовые галактики используют 10 млн лет затишья для рождения звезд | |
Если посмотреть на массивные галактики, и... |
![]() | |
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса | |
Исследователи Военно-морской исследовательской... |
![]() | |
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути | |
На последнем снимке космического телескопа НАС... |
![]() | |
В атмосфере экзопланеты найдены водяной пар, сернистый газ и песчаные облака | |
Группа европейских астрономов под руковод... |
![]() | |
The Astrophysical Journal: Найдены ответы на вопросы о джетах из черных дыр | |
Все знают о черных дырах одно: в них... |
![]() | |
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее | |
Иммиграция на Марс и жизнь на н... |
![]() | |
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов | |
Международная группа ученых под руководст... |
![]() | |
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную | |
Новые изображения, полученные с помощью к... |
![]() | |
Nature: Глубоко в недрах Земли, возможно, покоятся останки древней планеты | |
В 1980-х годах геофизики сделали поразительное... |
![]() | |
Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой | |
Новая зондирующая ракета отправится в кос... |
![]() | |
Необычайно долгий гамма-всплеск открывает путь к новому пониманию Вселенной | |
Ученые наблюдали образование редких химических... |
![]() | |
Nature: Разгадана тайна марсианской оболочки | |
В течение четырех лет посадочный аппарат ... |
![]() | |
Curiosity обнаружил новые возможные доказательства существования жизни на Марсе | |
Новый анализ данных, полученных с помощью... |
![]() | |
Physical Review Letters: Астрофизики открыли новый способ поиска темной материи | |
Главный вопрос в продолжающихся поисках т... |
![]() | |
Новое моделирование пересматривает стандартную модель космологии | |
Когда ученые увидели первые изображения самых ... |
![]() | |
Ученые обнаружили прямое доказательство спина черной дыры в галактике M87 | |
Сверхмассивная черная дыра в центре галак... |
![]() | |
Наблюдения за сверхновой SN 2023ixf ставят под сомнение теорию звездной эволюции | |
Недавно обнаруженная близкая сверхновая, звезд... |
![]() | |
Дом сверкающего неба и лавовых морей поможет понять эволюцию Земли | |
Лавовые миры — массивные экзопланет... |
![]() | |
Как звездная активность влияет на экзопланеты в системе TRAPPIST-1 | |
Астрономы под руководством сотрудников Мо... |
![]() | |
Сразу несколько черных дыр нашли в ближайшем к Земле звездном скоплении | |
Работа, опубликованная в журнале Monthly ... |
![]() | |
МКС и Чужие: марсианским биопленкам конец благодаря инновационным поверхностям | |
После пребывания в космосе на борту ... |
![]() | |
Исследователи подтвердили наличие двух теплых юпитеров вокруг карликовой звезды | |
Ученые из Университета Нью-Мексико и ... |
![]() | |
Icarus journal: Солнечная активность влияет на глобальную облачность на Нептуне | |
Астрономы обнаружили связь между изменением об... |
![]() | |
Nature: Аппарат Solar Orbiter обнаружил струи газа из атмосферы Солнца | |
Анализ показывает, что министруйки газа с... |
![]() | |
Nature Astronomy: Астрономы могут наблюдать темные пятна на Нептуне с Земли | |
С помощью Очень большого телескопа, или V... |
![]() | |
Ученые ищут новые типы гравитационных волн в глубоком космосе | |
Ученые эффектно подтвердили существование грав... |
![]() | |
Nature Communications: астронавты теряют жир в костном мозге после приземления | |
Исследование, проведенное на 14 астронавт... |
![]() | |
Корейский астрофизик усомнился в корректности теории гравитации | |
Южнокорейский профессор Кю-Хюн Чэ провел ... |