Екип от учени представи новата гравитационна карта на Марс на

Екип от учени показа новата гравитационна карта на Марс на научния конгрес Europlanet 2024. Картата демонстрира съществуването на плътни, широкомащабни структури под от дълго време изчезналия океан на Марс и че процесите в мантията въздействат на Olympus Mons, най-големия вулкан в Слънчевата система.

Новата карта и анализът включват данните от голям брой задачи, в това число задачата на НАСА InSIGHT (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport). Те употребяват и данните от дребните отклонения в спътниците, до момента в който те обикалят към Марс.

Статията „ Глобалното гравитационно поле на Марс разкрива деен интериор “ ще бъде оповестена в идно издание на JGR: Planets. Водещ създател е Барт Рут от Техническия университет в Делфт. Някои от резултатите опонират на една значима идея в геологията.

Геолозите работят с идея, наречена флективна изостазия. Тя разказва по какъв начин външният корав пласт на планетата реагира на огромните натоварвания и освобождавания. Слоят се назовава литосфера и се състои от земната кора и най-горната част на мантията.

Това оцветено изображение на повърхността на Марс е снимано от Mars Reconnaissance Orbiter. Линията от три вулкана е Тарсис Монтес, с Олимп Монс на северозапад. Валес Маринерис е на изток

Когато нещо тежко натоварва литосферата, тя реагира, като потъва. На Земята добър образец за това е Гренландия, където голямата ледена завивка оказва напън надолу. Тъй като ледената завивка се топи заради световното стопляне, Гренландия ще се издигне.

Това нагъване надолу постоянно води до издигане на близките райони, макар че резултатът е слаб. Колкото по-масивен е товарът, толкоз по-изразено е низходящото прегъване, макар че то зависи и от здравината и еластичността на литосферата. Гъвкавата изостазия е основна идея за разбирането на ледниковия отскок, образуването на планините и седиментните басейни.

Авторите на новата научна работа показват, че учените би трябвало да премислят метода, по който флексибилната изостазия работи на Марс. Причината е в Olympus Mons (Олимп Монс), най-големия вулкан в Слънчевата система, и в целия вулканичен район, наименуван Tharsis Rise или Tharsis Montes. Тарсис Монтес е голям вулканичен район, в който се намират три други големи щитовидни вулкана: Arsia Mons, Pavonis Mons и Ascraeus Mons.

Флективната изостазия гласи, че този голям район би трябвало да принуждава повърхността на планетата да се спуска надолу. Обратното обаче също е правилно. Тарсис Монс е доста по-издигнат от останалата част от повърхността на Марс. Спускаемият уред InSIGHT на НАСА също по този начин разкри на учените доста неща за гравитацията на Марс и дружно с това принуди откривателите да преразгледат по какъв начин работи всичко това за Марс.

„ Това значи, че би трябвало да преосмислим метода, по който разбираме ролята на огромния вулкан и покрайнините му “, пишат създателите. „ Гравитационният сигнал на повърхността му се вписва добре в модела, който преглежда планетата като тънкослойна черупка. “

Изследването демонстрира, че дейни процеси в марсианската тога подтикват Тарсис Монтес към издигане. „ Изглежда, че надълбоко в пласта на Марс има по-голяма маса и нещо леко, която евентуално се издига от мантията„, пишат създателите.

„ Това демонстрира, че Марс може би към момента има дейни процеси, които протичат вътре в него, създавайки нови вулканични формирания на повърхността “.

Изследователите откриха под земята масив с диаметър към 1750 км, намиращ се на дълбочина 1100 км. Те подозират, че това е мантийна маса, която се издига под Тарсис Монтес и е задоволително мощна, с цел да противодейства на натиска надолу от цялата маса.

„ Това допуска, че сега главата на шлейфа се движи нагоре към литосферата, с цел да генерира деен вулканизъм в геоложкото бъдеще “, пишат създателите в публикацията си.

Съществуват разногласия за това какъв брой деен е Марс във вулканично отношение. Въпреки че на планетата няма дейни вулканични детайли, проучванията демонстрират, че регионът на Тарсис е изригвал в близкото геологично минало – през последните няколко десетки милиона години.

Това изображение от проучването демонстрира гравитационните структури в северната полярна област на Марс върху топографска карта. Няма връзка сред дълбоките структури и повърхността

Ако под Тарсис Монтес има мантийно образувание, може ли то вероятно да доближи повърхността? Това е чисто спекулативно и са нужни спомагателни проучвания, с цел да се потвърдят тези открития.

Изследователите са разкрили и други гравитационни аномалии. Те откриха мистериозни, плътни структури под северните полярни равнини на Марс. Те са заровени под пълен, равен пласт седименти, които евентуално са се отсрочили на античното морско дъно.

Аномалиите са с почти 300-400 кг/м3 по-плътни от заобикалящата ги среда. На земната Луна има гравитационни аномалии, които са свързани с великански ударни басейни. Учените считат, че импакторите, които са основали басейните, са били по-плътни от Луната и тяхната маса се е трансформирала в част от Луната.

Импактните басейни на Марс също демонстрират гравитационни аномалии. Въпреки това аномалиите в северното полукълбо на Марс не демонстрират следи от тях на повърхността.

„ Тези плътни структури биха могли да имат вулканичен генезис или да са уплътнен материал, дължащ се на антични въздействия. Има към 20 особености с друга величина, които идентифицирахме, разпръснати в региона към северната полярна шапка – една от по форма прилича куче “, споделя доктор Рут.

„ Изглежда, че на повърхността няма никакви следи от тези структури. Въпреки това, с помощта на гравитационните данни, имаме привлекателен взор към по-старата история на северното полукълбо на Марс “.

Единственият метод да разберем тези мистериозни структури и гравитацията на Марс като цяло е да получим повече данни. Рут и сътрудниците му са последователи на задача, която може да събере нужните данни.

Тя се назовава задача „ Марсианска квантова гравитация “ (MaQuls). MaQuls ще се базира на същата технология, употребена в задачите GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) и GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), които картографираха надлежно гравитацията на Луната и Земята. MaQuls ще включва два спътника, които ще се движат един след различен и ще бъдат свързани с оптична връзка.