Изображение художника жидкого силикатного слоя, окружающего марсианское ядро.
Фото: IPGP-CNES.

В опубликованном 25 октября 2023 года документе группы подробно описывается использование сейсмических данных для обнаружения и идентификации тонкого слоя расплавленных силикатов (породообразующих минералов, составляющих кору и мантию Марса и Земли), лежащего между марсианской мантией и ядром. Обнаружив этот расплавленный слой, исследователи определили, что ядро Марса одновременно плотнее и меньше, чем предыдущие оценки, и этот вывод лучше согласуется с другими геофизическими данными и анализом марсианских метеоритов.

Ведран Лекич, профессор геологии Университета Мэриленда и соавтор статьи, сравнил расплавленный слой с «нагревательным одеялом», покрывающим ядро Марса.

«Одеяло не только изолирует тепло, исходящее от активной зоны, и предотвращает ее охлаждение, но также концентрирует радиоактивные элементы, распад которых генерирует тепло», — сказал Лекич. «И когда это произойдет, ядро, скорее всего, не сможет производить конвективные движения, которые могли бы создать магнитное поле , что может объяснить, почему Марс в настоящее время не имеет активного магнитного поля вокруг себя».

Без функционального защитного магнитного поля вокруг себя планета земной группы, такая как Марс, была бы чрезвычайно уязвима для резких солнечных ветров и потеряла бы всю воду на своей поверхности, что сделало бы ее неспособной поддерживать жизнь. Лекич добавил, что эту разницу между Землей и Марсом можно объяснить различиями во внутренней структуре и разными путями планетарной эволюции, по которым прошли две планеты.

«Тепловое покрытие металлического ядра Марса жидким слоем у основания мантии означает, что внешние источники необходимы для генерации магнитного поля, зарегистрированного в марсианской коре в течение первых 500–800 миллионов лет ее эволюции», — заявили ученые. ведущий автор статьи Анри Самюэль, учёный Французского национального центра научных исследований.

«Этими источниками могут быть энергетические удары или движение ядра, вызванное гравитационным взаимодействием с древними спутниками, которые с тех пор исчезли».

Выводы команды подтверждают теорию о том, что Марс когда-то представлял собой расплавленный океан магмы, который позже кристаллизовался, образовав слой силикатного расплава, обогащенного железом и радиоактивными элементами, у основания марсианской мантии. Тогда тепло, исходящее от радиоактивных элементов, резко изменило бы тепловую эволюцию и историю охлаждения Красной планеты.

«Эти слои, если они будут широко распространены, могут иметь довольно серьезные последствия для остальной части планеты», — сказал Лекич. «Их существование может помочь нам узнать, можно ли генерировать и поддерживать магнитные поля, как планеты остывают с течением времени, а также как динамика их недр меняется со временем».

Миссия НАСА InSight официально завершилась в декабре 2022 года после более чем четырех лет сбора данных о Марсе, но анализ наблюдений продолжается. Сэмюэл, Лекич и их соавторы являются одними из последних исследователей, которые пересмотрели предыдущие модели Марса, используя сейсмологию, чтобы подтвердить структуру планеты и бурную историю.

«Это новое открытие расплавленного слоя — лишь один пример того, как мы продолжаем узнавать что-то новое из завершенной миссии InSight», — сказал Лекич. «Мы надеемся, что информация, которую мы собрали об эволюции планет с использованием сейсмических данных, проложит путь для будущих миссий к небесным телам, таким как Луна, и другим планетам, таким как Венера».