Используя информацию, полученную в результате изучения примерно десятка «марсотрясений», зарегистрированных при помощи сейсмометра Very Broad Band SEIS, международная команда исследователей миссии InSight НАСА выяснила внутреннее строение Марса. Три работы, опубликованные 23 июля в журнале Science, содержат новую информацию о размере ядра планеты, толщине ее коры и структуре мантии, исходя из анализа сейсмических волн, отраженных на границах раздела в недрах планеты и модифицированных ими. Эти исследования стали первым случаем сейсмического анализа внутренней структуры планеты земного типа, отличной от Земли, и важным шагом на пути к более глубокому пониманию формирования и тепловой эволюции Марса.

До отправки миссии InSight внутренняя структура Марса была недостаточно хорошо изучена. Модели базировались на данных, собранных при помощи орбитальных спутников, и на анализе марсианских метеоритов, упавших на Землю. Исходя лишь из гравитационных и топографических данных, ученые оценили, что толщина коры Марса составляет от 30 до 100 километров. Значения момента инерции планеты и плотности ее материала указывали на ядро радиусом от 1400 до 2000 километров. Подробная внутренняя структура Марса оставалась почти неизведанной.

Успешное обнаружение почти 600 сейсмических событий на Марсе при помощи зонда InSight позволило выделить более 60 событий, которые произошли достаточно далеко от зонда. Когда сейсмические волны от далеких «марсотрясений» проходят через недра планеты, их параметры меняются в зависимости от встретившихся препятствий, что позволяет оценить внутреннюю структуру планеты.

Полученные командой зонда InSight сейсмические данные позволили установить, что на глубине 10 километров под поверхностью находится первая граница раздела – граница между самым верхним слоем коры, подвергавшимся эрозии жидкой водой в древности, и менее эродированным слоем коры. Вторая (на глубине 20 километров) и третья (35 километров) поверхности раздела свидетельствуют о слоистой структуре коры Марса.

Изучая мантию, исследователи установили, что тепловой поток из недр Марса примерно в 3-5 раз меньше, по сравнению с Землей, и это позволило наложить новые ограничения на состав коры Марса, которая содержит более половины от всего количества выделяющих тепло радиоактивных элементов вещества Красной планеты.

Наконец в третьем исследовании ученые смогли определить размер ядра, который составил, согласно этим уточненным данным, от 1790 до 1870 километров. Такой большой размер подразумевает присутствие легких элементов в жидком ядре и оказывает большое влияние на минералогический состав вещества мантии на поверхности раздела мантия / ядро, пояснили исследователи.

Поскольку к настоящему времени миссия InSight была продлена на два года, а кроме того, зонд получил дополнительную электрическую мощность за счет очистки солнечных панелей от пыли, выполненной Лабораторией реактивного движения НАСА, теперь станет возможным получение новых данных, которые помогут дополнить и уточнить эти модели, считают их авторы.