Каменный хаос под поверхностью: три удивительных факта о древних ударах, перекроивших Марс

Учёные из Имперского колледжа Лондона пришли к выводу, что мантия Марса сохранила следы своего хаотичного формирования более 4,5 миллиарда лет назад, действуя как своеобразная "геологическая капсула времени". Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Как формировалась мантия Марса

На раннем этапе существования планеты Марс подвергся серии колоссальных ударов. Эти столкновения высвободили огромные объёмы энергии, расплавив значительные участки поверхности и породив глобальные магматические океаны. При их охлаждении происходило кристаллизование пород, формировалась кора и мантия в относительно "застывшем" состоянии.

Этот процесс оставил после себя смесь крупных и мелких обломков, которые и по сей день хранятся глубоко под поверхностью.

"Эти колоссальные удары высвободили достаточно энергии, чтобы расплавить большую часть молодой планеты в обширные магматические океаны. По мере охлаждения магмы оставались композиционно различимые куски материала, которые мы теперь обнаруживаем глубоко внутри Марса", — пояснил ведущий автор работы доктор Константинос Хараламбус.

В чём отличие от Земли

Модель работы мантии Марса принципиально отличается от земной. На Земле тектоника плит постоянно перерабатывает кору и мантию, стирая древние следы. А на Марсе плотная кора "запечатала" внутренние слои, что позволило сохранить фрагменты в почти первозданном виде.

"Большая часть этого хаоса, вероятно, произошла в первые 100 миллионов лет Марса. То, что мы всё ещё можем обнаружить эти следы спустя 4,5 миллиарда лет, показывает, насколько медленно перемешиваются внутренние слои планеты", — отметил Хараламбус.

Что показали данные InSight

Ключевые сведения о внутренней структуре Красной планеты удалось получить благодаря посадочному модулю NASA InSight, оснащённому сейсмологическим оборудованием. Учёные проанализировали восемь особенно чётких марсотрясений, включая два недавних удара метеоритов.

Сейсмические волны замедлялись при прохождении через мантию, что указывает на наличие в её структуре разнородных обломков. Причём куски имеют фрактальное распределение: несколько крупных фрагментов шириной до четырёх километров окружены множеством мелких.

"То, что мы видим, — это "фрактальное" распределение, возникающее, когда энергия катастрофического удара переполняет материал. Это похоже на эффект, когда стакан падает на кафель — образуются большие осколки и множество мелких кусков", — пояснил профессор Том Пайк, участвовавший в исследовании.

Почему находка важна

Сейсмическое изучение показало, что древние фрагменты мантии сохранили информацию не только о ранней коре Марса, но и о самих гигантских столкновениях, которые формировали планету. Эти данные помогают "прочитать" историю первых миллионов лет и лучше понять процессы образования других скалистых миров — Венеры, Меркурия и даже Земли.

"Данные InSight продолжают менять представление о формировании скалистых планет, и Марса в частности", — подчеркнул Марк Паннинг из Лаборатории реактивного движения NASA.

Геологическая капсула времени

Таким образом, мантия Марса оказалась куда более сложной, чем считалось раньше. Она не представляет собой гладкую и однородную структуру, а является смесью разнокалиберных обломков, сохранившихся с первых дней планеты.

"То, что эти древние хаотические структуры сохранились до наших дней, показывает, насколько медленно Марс перемешивает свои внутренние слои. Это даёт нам редкую возможность заглянуть в бурное начало планеты", — подытожил Хараламбус.

Три интересных факта

1. На Земле древнейшие структуры мантии практически исчезли из-за тектоники плит, а на Марсе они сохранились, что делает его уникальным "архивом" ранней Солнечной системы.
2. Сейсмические данные InSight впервые позволили построить подробные карты внутренних слоёв другой планеты.
3. По мнению учёных, изучение марсианской мантии поможет понять, почему Марс быстро утратил тектоническую активность и магнитное поле, в отличие от Земли.