5 Minuten
Maro vidus: išsaugotas blokinis ankstyvųjų smūgių įrašas
Tarptautinė planetų mokslininkų komanda panaudojo seisminius duomenis Marso gilaus vidaus žemėlapiui sudaryti ir aptiko didelius, kompoziciškai skirtingus fragmentus — planetos ankstyvosios plutos liekanas, dabar įterptas į mantiją. Šie išsaugoti blokai, kai kurie siekiantys maždaug 4 kilometrų pločio, aiškinami kaip fosilizuotos planetos dalys, susiformavusios ir pakeistos intensyvių susidūrimų laikotarpiu per pirmuosius 100 milijonų Saulės sistemos istorijos metų.
Mokslinis fonas ir kaip atradimas buvo padarytas
Seismologija tiria planetų požeminę struktūrą fiksuodama, kaip seisminės bangos nuo žemės drebėjimų ar smūgių keliauja ir atsispindi skirtinguose sluoksniuose. NASA’s InSight nusileidimo modulis, veikiantis Marse nuo 2018 iki 2022 m., pateikė šimtus marsdrebėjimų ir smūgių signalų katalogą, veikiantį kaip akustinė KT nuotrauka. Išanalizavę aštuonis aiškius seisminius įvykius detaliai, tyrėjai, vadovaujami Constantinos Charalambous (Imperial College London), atstatė seisminių greičių pasiskirstymą Marso mantijoje ir identifikavo sritis su skirtinga sudėtimi bei struktūra.
Vietoje vienalytės mantijos modeliai rodo diskrečias heterogenybes: didelius, blokiškus plutonos medžiagos gabalus, kurie nusėdo arba buvo įstrigę po perdaryta paviršiaus danga. Pasak komandos, šie blokai tikėtina susidarė, kai milžiniški smūgiai ištirpdė didelius jaunos planetos kiekius, sukurdami plačius magmos vandenynus. Kai šios lydalų plokštės atvėso ir kristalizavosi, jos sukūrė chemiškai skirtingas litologijas, kurios vėliau buvo suskaidytos ir įtrauktos į mantiją per vėlesnius susidūrimus ir vėl sukietėjus.
"Šie milžiniški smūgiai išlaisvino pakankamai energijos, kad ištirpdytų dideles jaunos planetos dalis į plačius magmos vandenynus," aiškina Charalambous. "Kai tie magmos vandenynai atvėso ir kristalizavosi, jie paliko kompoziciškai skirtingus medžiagos gabalus — ir mes manome, jog tai yra tai, ką dabar aptinkame giliai Marse." Išsaugoti gabalai taip veikia kaip laiko kapsulės, fiksuojančios ankstyvąją planetinę diferenciaciją ir bombardavimą.
Kodėl Marse išliko šios senos struktūros
Marsas reikšmingai skiriasi nuo Žemės savo tektonine ir magnetine raida. Kol Žemės litosfera suskirstyta į judančias tektonines plokštes, kurios nuolat perdirba plutos medžiagą atgal į mantiją, Marsas, atrodo, veikė pagal „sustingusio dangčio“ modelį — vieną, didžiąja dalimi stacionarią išorinę plėvelę. Marsas taip pat šiandien neturi stipraus globalinio magnetinio lauko, kas rodo skirtingą giliojo gelmės šerdies dinamiką. Be aktyvios plokščių tektonikos, kuri ištrintų ankstyvą heterogenybę, Marso vidus gali ilgai išlaikyti formavimosi liekanas, kurias Žemė jau panaikino.
Tyrėjai rašo, kad išsaugota mantijos heterogenybė suteikia "neprilygstamą langą į žemėdarinių planetos geologinę istoriją ir termocheminę raidą po sustingusio dangčio sąlygomis," režimą, kurį manytina dažnai sutinkant tarp uolinių planetų. Rasti tokius išsaugotus fragmentus Marse suteikia retą duomenų tašką planetų evoliucijos palyginimui vidinėje Saulės sistemoje, įskaitant Merkurijų ir Venerą, kurių giliųjų struktūrų žinios išlieka ribotos.
Pasekmės planetų mokslui, gyvenamumui ir ateities tyrimams
Atradimas turi įtakos kelioms planetų mokslo sritims. Pirma, jis palaiko modelius, kuriuose ankstyvi milžiniški smūgiai reikšmingai formavo žemės tipo planetų vidaus struktūrą — procesą, kuris jau buvo pasiūlytas paaiškinti Žemės Mėnulio susidarymą. Antra, chemiškai skirtingų blokų išlikimas Marso mantijoje riboja šilumos transportą, mantijos konvekcijos intensyvumą ir laiką, per kurį planetos gali palaikyti magnetinius dinaminius procesus bei paviršiaus gyvenamumo sąlygas.
Misijoms ir instrumentams šie rezultatai pabrėžia seismologijos vertę mažųjų kūnų tyrimuose ir paskatina platesnį, ilgiau veikiančių seisminių stočių tinklą Marse. Tankesnis seisminis padengimas leistų tiksliau nustatyti mantijos blokų dydį, pasiskirstymą ir sudėtį bei patikrinti hipotezes apie ankstyvuosius magmos vandenynus ir plutos perdarymą.
Susijusios technologijos ir kiti žingsniai
Ateities tikslai apima kelių seisminių stočių išdėstymą Marse, kad būtų sukurti 3D vidaus žemėlapiai, senųjų paviršinių teritorijų grąžinimo mėginiai arba vietinės geocheminės analizės, siekiant susieti paviršinius uolienų pavyzdžius su giliosiomis heterogenybėmis, ir patobulintus modelius apie smūgių sukeltą lydymą bei plutos perdirbimą.
Eksperto komentaras
Dr. Elena Moreno, planetų geofizikė (fikcinė), komentuoja: "Tokio dydžio išsaugotų fragmentų aptikimas Marso mantijoje yra tarsi rasti puslapius, išplėštus iš ankstyviausio Saulės sistemos istorijos knygos. Tai rodo, kad Marso vidus po susiformavimo sukosi lėtai, išsaugodamas procesų įrodymus, kuriuos Žemė sunaikino plokščių tektonika. Būsimoms misijoms pridėti daugiau seisminių stočių yra tiesiausias būdas praplėsti šį atradimą į visą Marso vidaus evoliucijos žemėlapį."
Išvados
Seisminė InSight misijos duomenų analizė atskleidžia, kad Marso mantijoje yra dideli, fosilizuoti senos plutos gabalai, suformuoti ir perkelti intensyvių ankstyvųjų smūgių metu. Šie fragmentai, kelių kilometrų pločio, išliko, nes Marsas neturi plokščių tektonikos, kuri būtų ištrynusi panašius įrašus Žemėje. Atradimas tikslina planetos formavimosi modelius, riboja terminį ir magnetinį istorinius procesus ir pateikia stiprų argumentą plėsti seizminių tinklų išdėstymą Marse, kad dar labiau atskleistume žemės tipo planetų evoliucijos pradžios skyrius.
Quelle: sciencealert
Kommentare