Изучение гравитации показало загадочные структуры под поверхностью Марса

Новая гравитационная карта Марса: мантийные процессы и таинственные структуры под древним океаном. Новые открытия меняют понимание геологии Красной планеты.

16.09.2024, 15:29

Космос

Карта высот части поверхности Марса. Линия из трех вулканов — это горы Тарсис, гора Олимп на северо-западе

NASA/JPL-Caltech/ Arizona State University

Ученые представила новую гравитационную карту Марса на Европейском научном конгрессе по планетологии, пишет Universe today. Карта показала наличие больших плотных структур под древним океаном Марса и влияние процессов в мантийной оболочке на самый большой вулкан в Солнечной системе Олимп. Исследование включает данные от множества миссий, оно принято к публикации в журнале JGR: Planets.

Фото: Root et al.

На этой новой гравитационной карте Марса красные круги показывают выдающиеся вулканы, а черные круги — 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).

Выводы работы противоречат важной концепции в геологии, известной как флексурная изостазия. Эта концепция описывает, как внешняя жесткая оболочка планеты, называемая литосферой, реагирует на большие нагрузки. На Земле примером такой реакции является Гренландия, где массивные ледники оказывают давление, вызывающее изгиб литосферы. Когда ледники стали таять из-за глобального потепления Гренландия стала подниматься. Согласно этой концепции, массивный регион Тарсис Монтис, включающий Олимп, должен нагружать поверхность планеты, вызывая прогиб. Однако, наоборот, Тарсис Монтис значительно возвышается над остальной поверхностью Марса.

Исследования показывают, что активные процессы в мантии Марса поднимают Тарсис Монтис. В глубине существует крупная масса (что-то легкое), возможно, поднимающееся из мантийной оболочки. Это говорит о том, что в Марсе могут происходить активные процессы, способствующие образованию новых вулканических структур.

Ученые обнаружили подземное образование диаметром около 1750 км на глубине 1100 км. Они подозревают, что это мантийный плюм. Настолько большой, чтобы компенсировать давление от всей массивной структуры Олимпа.

Фото: Root et al.

Эта карта из исследования выделяет плотные гравитационные структуры в северном полушарии. Регионы, отмеченные черными линиями, представляют собой аномалии большой массы, которые не показывают никакой корреляции с геологией и топографией. Эти скрытые подземные структуры покрыты отложениями старого океана, и их происхождение до сих пор остается загадкой.

«По всей вероятности, голова плюма сейчас поднимается к литосфере, и может вызвать активный вулканизм в будущем», — пишут авторы статьи.

Вопрос о вулканической активности Марса дискуссионный. Хотя на планете не наблюдаются активные вулканы, исследования показывают, что регион Тарсис перетерпел изменения сравнительно недавно —
последние десятки миллионов лет.

Исследователи также выявили другие гравитационные аномалии. Под северными полярными равнинами они обнаружили таинственные, плотные структуры, погруженные под толстый слой осадков, который, вероятно, образовался на древнем морском дне. Эти аномалии примерно на 300–400 кг/м³ плотнее окружающей среды. Только с помощью дополнительных данных можно будет глубже понять эти загадочные структуры и гравитацию Марса в целом.

Космос