5 Minutės
Seizminiai duomenys atskleidžia senovinius smūginius kūnus, išsaugotus Marso mantijoje
Mokslininkai, analizavę NASA InSight zondo seisminius įrašus, nustatė keliasdešimt tankių, užkastų struktūrų Marso mantijoje, kurios greičiausiai atspindi smūginius kūnus — kai kuriais atvejais protoplanetas — trenkusius į Raudonąją planetą ankstyviausioje Saulės sistemos eroje. Remiantis šių anomalijų dydžiu ir gyliu, tyrėjai spėja, kad šios kolizijos įvyko prieš maždaug iki 4,5 mlrd. metų, kai planetų embrionai ir dideli uoliniai kūnai vis dar buvo įprasti vidinėje Saulės sistemoje.
Tyrėjai šias tankias sritis nuspėjo tirinėdami, kaip virpesiai iš daugiau nei 1 300 įrašytų Marso žemės drebėjimų (Marsquakes) sklido per planetą. Kai kurie seisminių bangų kelionės laikai per tam tikras mantijos zonas buvo ilgesni nei tikėtasi; atsekti šiuos delsimus leido sudaryti žemėlapius su didesnio tankio zonomis, įterptomis į mažesnio tankio aplinkines uolienas, o tai rodo, jog jos susiformavo ne vietoje, o buvo atneštos išorinio materialo.
Kaip vienaplokštinė planeta išsaugo senovinius smūgius
Marso tektoninė elgsena iš esmės skiriasi nuo Žemės. Žemės litosfera suskaidyta į judančias plokštes, kurios subdukcijos metu perdirba plutą į mantiją; šis procesas skatina mantijos konvekciją ir dažnai per geologinį laiką ištrina arba pakeičia gilumines heterogeniškumas. Priešingai, Marsas iš esmės yra vienaplokštinė planeta: jo plutą didžiąja dalimi sudaro nepertraukiami sluoksniai, o mantija demonstruoja ribotą konvekciją ir dalinį išsilydymą. Toks tektoninis ramumas leidžia tankiems fragmentams — kilusiems iš didelių meteoroidų ar protoplanetų — likti įterptiems mantijoje milijardus metų, neasimiliuojant ar neįsisklaidant.
Tokių tankių „gumbų“ atradimas pabrėžia, kaip lėtai keitėsi Marso vidus. Kaip pažymėjo bendraautorius Michalis Charalambous, jų ilgalaikis išlikimas reiškia: "Marso mantija vystėsi vangiai milijardų metų bėgyje." Žemėje panašios struktūros greičiausiai būtų ištrintos plokščių judėjimo ir mantijos maišymosi.
Duomenų šaltinis, aptikimo metodai ir mokslinis kontekstas
InSight zondas per maždaug ketverių metų misiją (2018–2022) užfiksavo apytiksliai 1 319 seisminių įvykių. Marsuose seizminė veikla nėra varoma plokščių tektonikos, o kyla dėl reiškinių, tokių kaip meteoroidų smūgiai, uolienų skilinėjimas ir nuošliaužos. Mokslininkai naudojo skirtumus seisminių bangų kelionės laikuose, bangosformų formose ir atvykimo modeliuose, kad trianguliuotų užkastų struktūrų padėtis ir tankio kontrastus.
Kadangi Marso žemės drebėjimai kyla iš netoliese esančių paviršinių procesų ir smūgių, jie taip pat suteikia priemonę nagrinėti planetos požeminę struktūrą. InSight duomenys jau atskleidė netikėtų ypatybių po paviršiumi, įskaitant didelį, anksčiau neatpažintą požeminį rezervuarą, aptiktą naudojant seizmiką ir susijusius matavimus. Nauja interpretacija — kad dalis seizminių anomalijų yra gigantinių smūginių kūnų ar protoplanetų reliktai — atveria tiesioginį langą į ankstyvąją bombardavimo ir akrecijos dinamiką, formavusią akmenines planetas.
"Mes žinojome, kad Marsas yra laiko kapsulė, sauganti ankstyvos jo formavimosi įrašus, bet nesitikėjome, kad su InSight pamatysime juos taip aiškiai", — sakė bendraautorius ir kosminių tyrimų inžinierius Tom Pike iš Imperial College London.
Pasekmės planetų formavimuisi ir ateities tyrinėjimams
Jei tai patvirtintų papildomi tyrimai, užkasti smūginių kūnų liekanos suteiktų įtikinamų, apčiuopiamų įrodymų apie vėlyvosios fazės planetų formavimąsi, išsaugotą mažos uolinės planetos viduje. Išsidėstymo, dydžių ir sudėčių kartografavimas galėtų apriboti ankstyvosios Saulės sistemos dinamikos modelius, gigantinių smūgių dažnį ir mastą bei medžiagų mainus tarp planetų embrionų.
Šie rezultatai taip pat svarbūs būsimiems misijų planams. Tikslinės gravitacinės apklausos, orbitinė gravimetrija, išplėsti seisminių stočių tinklai ir galimos mėginių parnešimo misijos galėtų patikrinti įterptų kūnų sudėtį ir patikslinti amžiaus įverčius. Seisminės kartografijos derinimas su geocheminiais ir gravitaciniais duomenimis bus lemiamas skirtumo nustatymui tarp tankių metalinių senovinių smūginių branduolių ir kitų paaiškinimų, pavyzdžiui, lokalizuotos mantijos heterogeniškumo.
Ekspertų įžvalga
Dr. Elena Ramirez, planetinė geofizikė iš University of Arizona (fictional), komentavo: „Rasti protoplanetų fragmentus, išsaugotus Marso mantijoje, būtų tarsi atrasti meteoritus, sustingusius laike planetiniame archyve. Tai suteiktų tiesioginį priėjimą prie kūnų, kurie niekada pilnai netapo planetomis. Kiti žingsniai bus seisminių signalų kryžminis patikrinimas su gravitaciniais ir magnetiniais duomenimis, kad būtų patvirtintas jų kilmė ir sudėtis.“
Išvados
Remiantis InSight seismine kartografija, Marso mantijoje aptiktos tankios anomalijos, kurias geriausiai paaiškina senoviniai smūginiai kūnai — galimai protoplanetos — įterptos Saulės sistemos formavimosi eroje. Marso plokščių tektonikos stoka leido šiems darinėms išlikti, suteikiant retą registrą ankstyvųjų planetų susidūrimų ir akrecijos procesų. Tolimesni seisminiai, gravitaciniai ir orbitiniai tyrimai patikrins šią interpretaciją ir galbūt pakeis mūsų supratimą apie tai, kaip planetos augo ir vystėsi jaunoje Saulės sistemoje.
Šaltinis: livescience
Komentarai