5 Minutės
Marso vidus: išsaugotas blokinis ankstyvųjų smūgių įrašas
Tarptautinė planetų mokslininkų komanda panaudojo seisminius duomenis, kad sudarytų gilaus Marso vidaus žemėlapį ir aptiko didelius, sudėtimi išskirtinius fragmentus — planetos ankstyvos plutonos liekanas, dabar įterptas į mantiją. Šie išsaugoti blokai, kai kurie siekiantys maždaug 4 kilometrų skersmens, interpretuojami kaip fosilizuotos planetos dalys, susiformavusios ir pakeistos intensyvių susidūrimų laikotarpiu per pirmuosius 100 milijonų Saulės sistemos metų.
Mokslinis kontekstas ir kaip buvo padarytas atradimas
Seizmologija tiria planetų požeminę struktūrą fiksuodama, kaip seisminės bangos nuo drebėjimų ar smūgių sklinda ir atsispindi per skirtingas medžiagas. NASA zondas InSight, veikęs Marse 2018–2022 m., pateikė šimtų Marso drebėjimų ir smūgių signalų katalogą, veikiančių tarsi akustinis KT skenavimas. Analizuodami aštuonis aiškius seisminius įvykius išsamiau, Constantinos Charalambous (Imperial College London) vadovaujami tyrėjai rekonstruodami atskleidė seisminių greičių pasiskirstymą Marso mantijoje ir identifikavo regionus su kontrastinga sudėtimi ir struktūra.
Vietoj vienalytės mantijos modeliai rodo diskrečias heterogeniškumas: didelius, blokinius plutonos medžiagos gabalus, kurie nuskendo arba buvo įstrigę po perdaryta pluta. Pasak komandos, šie blokai tikriausiai susiformavo, kai milžiniški smūgiai ištirpdė didelius jaunos planetos tūrius, suformuodami plačius magmos vandenynus. Kai tie išsilydymai atvėso ir kristalizavosi, susidarė cheminiais požymiais skirtingos litochazės, kurios vėliau buvo suskaldytos ir įtrauktos į mantiją per vėlesnius susidūrimus ir vėl sukietėjus.
"Šie milžiniški smūgiai išlaisvino pakankamai energijos, kad dideles jaunos planetos dalis paverstų plačiais magmos vandenynais", paaiškina Charalambous. "Kai tie magmos vandenynai atvėso ir kristalizavosi, jie paliko cheminiais požiūriais skirtingus medžiagos gabalus — ir mes manome, kad dabar aptinkame būtent juos Marso gelmėse." Išsaugoti gabalai veikia kaip laiko kapsulės, fiksuojančios ankstyvąją planetos diferenciaciją ir bombardavimą.
Kodėl Marsas išsaugo šias senovines struktūras
Marso evoliucija tektonikos ir magnetizmo požiūriu ženkliai skiriasi nuo Žemės. Kol Žemės litosfera padalyta į judančias tektonines plokštes, nuolat perdirbančias plutoną atgal į mantiją, Marsas, atrodo, veikė pagal stagnuojančios dangos režimą — vieną, iš esmės nejudančią išorinę plutą. Marsas taip pat šiandien neturi stipraus globalinio magnetinio lauko, kas rodo skirtingą giluminių šerdies dinamiką. Neturint aktyvios plokščių tektonikos, kuri ištrina ankstyvą heterogeniškumą, Marso vidus gali išlaikyti formavimosi reliktus daug ilgiau nei Žemė.
Tyrėjai rašo, kad išsaugotas mantijos heterogeniškumas suteikia "neprilygstamą langą į žemiečių planetos geologinę istoriją ir termocheminę evoliuciją stagnuojančios dangos režime", kuris, manoma, yra dažnas tarp uolėtų planetų. Rasti tokias išsaugotas atkarpas Marse pateikia retą duomenų tašką, palyginant planetų evoliuciją vidinėje Saulės sistemoje, įskaitant Merkurijų ir Venerą, kurių giluminės struktūros vis dar prastai apribotos.
Pasekmės planetų mokslui, gyvenamumui ir būsimoms misijoms
Atradimas turi įtakos kelioms planetų mokslo sritims. Pirma, jis palaiko modelius, kuriuose ankstyvieji milžiniški smūgiai vaidino svarbų vaidmenį formuojant vidaus struktūrą uolėtų planetų — procesą, kurį jau buvo galima taikyti aiškinant Žemės Mėnulio susidarymą. Antra, cheminiais požiūriais išskirtinių blokų išlikimas Marso mantijoje apriboja šilumos transportą, mantijos konvekcijos intensyvumą ir laikotarpį, per kurį planetos gali palaikyti magnetinius dinaminius procesus bei paviršiaus gyvenamumo sąlygas.
Misijų ir įrankių kontekste šie rezultatai pabrėžia seismologijos vertę mažesniems dangaus kūnams ir motyvuoja platesnę, ilgiau veikiančią seisminių stočių tinklą Marse. Tankesnė seisminė aprėptis patikslintų mantijos blokų dydį, pasiskirstymą ir sudėtį bei patikrintų hipotezes apie ankstyvuosius magmos vandenynus ir plutonos perdarymą.
Susijusios technologijos ir tolesni žingsniai
Ateities tikslai apima kelių seisminių stočių išdėstymą Marse siekiant sudaryti 3D vidaus žemėlapius, mėginių grąžinimo arba vietinių geocheminių analizų senojo paviršiaus teritorijose, kad paviršinių uolienų ryšys su giliausiomis heterogeniškumomis būtų nustatytas, bei patobulintus smūgio sukelto ištirpimo ir plutonos perdirbimo modelius.
Ekspertės įžvalga
Dr. Elena Moreno, planetų geofiziologė (fiktyvi), komentuoja: "Tokio dydžio, išsaugotų fragmentų aptikimas Marso mantijoje panašus į surastas puslapius, išplėštus iš Saulės sistemos ankstyviausios istorijos knygos. Tai rodo, kad Marso vidus sukosi lėtai po susiformavimo, išsaugodamas procesų įrodymus, kuriuos Žemėje ištrynė plokščių tektonika. Būsimoms misijoms papildomų seisminių stočių įdiegimas yra tiesiausias kelias išplėsti šį atradimą į globalų Marso vidaus evoliucijos žemėlapį."
Išvados
Seisminė InSight misijos duomenų analizė atskleidžia, kad Marso mantija talpina didelius, fosilizuotus senovinės plutonos gabalus, sukurtus ir perorganizuotus intensyvių ankstyvųjų smūgių metu. Šie fragmentai, kelių kilometrų dydžio, yra išsaugoti todėl, kad Marsas neturi plokščių tektonikos perdirbimo, kuris ištrynė panašius įrašus Žemėje. Atradimas tikslina planetų formavimosi modelius, apriboja terminę ir magnetinę istoriją bei pateikia tvirtą argumentą plėsti seisminių stočių tinklą Marse, kad būtų dar aiškiau atskleisti pirmuosius uolėtų planetų evoliucijos puslapius.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai