Marsas: karštas pietinis vidus atskleidžiamas gravitacijos

Bene lėta krosnis ūžia po Marso pietiniu pusrutuliu. Tyli. Nematoma. Didžiulė.

Sekdami smulkius orbitų svyravimus trijų ilgai veikusių kosminių aparatų, planetų mokslininkų komanda atskleidė, kad Raudonoji planeta nėra šilumi vienalytė. Pietinis vidus yra gerokai karštesnis už šiaurinį, maždaug 200–400 laipsnių Celsijaus, ir po pluta gali būti iš dalies ištirpęs.

Tą atradimą lėmė technika, kuri Marso elgesį traktuoja tarsi skambančią varpą. Keliaudama elipsine trajektorija ir pakildama aplink ašį, planeta patiria subtilius Saulės traukos pokyčius sezonų metu. Šie potvyniniai stumtukai laike keičia gravitacijos lauką. Sekdami mažytę Mars Global Surveyor, Mars Odyssey ir Mars Reconnaissance Orbiter greičių svyravimų variaciją, tyrėjai atkūrė, kaip Marsas deformuojasi, ir taip pažvelgė į jo vidų.

Darbus, paskelbtus rugpjūčio 27 d. žurnale Nature, vadovavo Alexanderis Berne, kuris gravitacijos modelį pradėjo kurti būdamas doktorantu Caltech ir šiuo metu yra postdoktorantas Arizonos universitete. Metodas, vadinamas potvynine tomografija, leidžia mokslininkams išeiti už paprastų sferinių modelių ribų ir žemėlapiuoti trimačius temperatūros ir mechaninius kontrastus giliai po planetos paviršiumi.

Pietinė mantija atrodo maždaug 200–400°C karštesnė už šiaurinę ir gali talpinti iš dalies ištirpusių kišenių. Trumpas sakinys. Didelė išvada.

Marso paviršiuje visuomet matėsi dvilypė asmenybė: aukštos, stipriai kraterytos pietinės aukštumos prieš žemas, lygesnes šiaurines lygumas. Įdomu tai, kad kontrastas tęsiasi giliai žemiau. Šiluma, atrodo, sutelkta pietuose.

Kodėl tai svarbu? Nes temperatūra gilumoje lemia viską: nuo to, kaip deformuojasi uolienos, iki to, ar planeta gali išlaikyti magnetinį lauką ir kur senovėje paviršiuje galėjo kauptis vanduo. Magnetinės anomalijos, išlikusios pietinės plutos uolienose ir ilgą laiką buvusios mokslininkams mįsle, gali būti fosilinis įrašas apie stipresnį senovinį magnetinį lauką, susidariusį dėl karštesnio pietinio vidaus.

Seisminiai tyrimai linkę tai patvirtinti. NASA zondas InSight anksčiau pranešė, kad seisminės bangos pietiniuose regionuose blėsta greičiau, praranda energiją sparčiau nei buvo tikėtasi. Karštesnės, iš dalies lydytos medžiagos sklaido ir sugeria seisminę energiją; dėl to požeminis sluoksnis skamba uždususiai. Gravitacijos pagrindu sudarytas šilumos žemėlapis pateikia tvarkingą paaiškinimą, siejantį gravitaciją, magnetizmą ir seismines ypatybes.

Kaip pietūs tapo tokie šilti? Tyrėjai elgiasi atsargiai. Konkurenciją sudaro kelios hipotezės. Milžiniškas smūgis ankstyvoje Marso istorijoje galėjo praretinti šiaurinę plutą ir leisti ten išeiti šilumai, santykinai atvėsinant tą pusrutulį. Alternatyviai, aktyvi mantijos konvekcija galėjo sutelkti šilumos turtingus kilimus pietuose. Stora, izoliacinė litosfera šiaurėje taip pat galėjo palyginti sulaikyti šilumą pietuose. Kiekvienas scenarijus nurodo labai skirtingas Marso geologijos raidos dalis.

Priežasties nustatymas svarbus, nes tai veikia daugiau nei tik geologiją. Karštesnė pietinė mantija galėjo pakeisti paviršiaus erozijos modelius, nulemti, kur susiformavo baseinai ir užsipildė vandeniu, bei pakeisti chemines sąlygas, svarbias galimam ankstyvajam gyvybės atsiradimui. Kitaip tariant: vidus formuoja paviršių taip, kaip tai svarbu astrobiologijai ir misijų planavimui.

Daugiau gravitacijos duomenų padės. Taip pat praverstų išplėsta seisminė aprėptis ir, idealiausia, naujos kartos orbitieriai arba nusileidėjai, skirti tiesiogiai patikrinti šiuos šiluminius modelius. Kol kas turime ryškų Marso vaizdą kaip planetą, kurios vidinė asmenybė yra padalinta į dvi dalis.

Toks padalijimas kelia seną, neatsispiriamą klausimą: kokios kitos paslaptys yra paslėptos po dulkėtomis lygumomis ir aukštais pietiniais masyvais, laukiančios pakankamai išradingų instrumentų, kurie pajėgtų jas išgirsti?