5 Minuten
Seisminiai įrodymai atskleidžia senovinius smūginius kūnus, išsaugotus Marso mantijoje
Mokslininkai, analizavę seisminius įrašus iš NASA zondo InSight, nustatė kelias dešimtis tankių, užkastų struktūrų Marso mantijoje, kurios greičiausiai atitinka smūginius kūnus – kai kuriais atvejais protoplanetas – trenkusius Raudonajam planetai ankstyviausiuoju Saulės sistemos laikotarpiu. Remiantis anomalijų dydžiu ir gyliu, tyrėjai spėja, kad šie susidūrimai vyko prieš maždaug iki 4,5 milijardo metų, kai vidaus Saulės sistemoje dar gausu buvo planetinių embrionų ir didelių uolinių kūnų.
Tyrėjai tankių sričių buvimą nurodė studijuodami, kaip virpesiai iš daugiau nei 1 300 įrašytų Marso drebėjimų sklido per planetą. Kai kurie seisminių bangų kelionės laikai užtruko ilgiau nei tikėtasi, pereinant tam tikras mantijos zonas; atsekinėjus šiuos vėlavimus gautos aukštesnės tankio zonų žemėlapiai apsuptose mažesnio tankio uolienose, kas rodo, kad jos nesusidarė vietoje, o buvo įleistos išorinio materijos šaltinio.
Kaip vienos plokštės planeta išsaugo senovinius smūgius
Marso tektoninė veikla iš esmės skiriasi nuo Žemės. Žemės litosfera suskyla į judančias plokštes, kurios per subdukciją įmaišomos į mantiją; šis procesas skatina mantijos konvekciją ir dažnai per geologinį laiką ištrina arba pakeičia gilumines heterogeniškumas. Priešingai, Marsas iš esmės yra vienos plokštės planeta: jo plutonas išliko daugiausia nepažeistas, o mantija demonstruoja ribotą konvekciją ir dalinį lydimą. Tokia tektoninė ramybė leidžia tankiems fragmentams – kilusiems iš didelių meteoroidų ar protoplanetų – išlikti įterptiems mantijoje milijardus metų, neasimiliuotus ir neišsiskaidžiusius.
Šių tankių "gumbų" atradimas pabrėžia, kaip lėtai keitėsi Marso vidus. Kaip pažymėjo bendraautorius Michalis Charalambous, jų ilgalaikė išlikimo galimybė rodo, kad "Marso mantija vystėsi vangiai per milijardus metų." Žemėje panašūs dariniai greičiausiai būtų buvę ištrinti plokščių judesių ir mantijos maišymosi.
Duomenų šaltinis, aptikimo metodai ir mokslinis kontekstas
Zondas InSight užfiksavo maždaug 1 319 seisminių įvykių per savo maždaug ketverių metų misiją (2018–2022 m.). Marsą sukelianti seismika nėra valdoma plokščių tektonikos, o kyla dėl reiškinių, tokių kaip meteoroidų smūgiai, uolienų lūžiai ir nuošliaužos. Mokslininkai naudojo skirtumus seisminių bangų kelionės laikuose, bangų formose ir atvykimo modeliuose, kad trianguliuotų įkasto struktūrų vietas ir tankio kontrastus.
Kai Marso drebėjimai kyla iš paviršiaus artimų procesų ir smūgių, jie taip pat suteikia priemonę ištirti planetos požeminę struktūrą. InSight duomenys jau atskleidė netikėtų bruožų po paviršiumi, įskaitant didelį, anksčiau neatpažintą požeminį rezervuarą, atrastą seisminių ir susijusių matavimų dėka. Naujas aiškinimas – kad kai kurios seisminės anomalijos yra milžiniškų smūginių kūnų ar protoplanetų liekanos – atveria tiesioginį langą į ankstyvuosius bombardavimus ir akrecinius procesus, formavusius uolingas planetas.
„Žinojome, kad Marsas yra laiko kapsulė, sauganti ankstyvos formavimosi įrašus, bet nesitikėjome, kad su InSight pamatysime tai taip aiškiai,“ sakė bendraautoris ir kosminių tyrimų inžinierius Tom Pike iš Imperial College London.
Padariniai planetų formavimuisi ir būsimoms misijoms
Jei tai bus patvirtinta, šios įkastos smūginių kūnų liekanos suteiktų įtikinamų, apčiuopiamų įrodymų apie vėlesnę planetų sudarymo stadiją, išsaugotą mažoje uolinėje planetoje. Jų pasiskirstymo, dydžių ir sudėties žemėlapiavimas galėtų apriboti ankstyvosios Saulės sistemos dinamikos modelius, milžiniškų smūgių dažnumą ir mastą bei medžiagų mainus tarp planetinių embrionų.
Šie atradimai taip pat informuoja būsimas misijų planavimą. Tikslingi gravitaciniai tyrimai, orbitinė gravimetrija, išplėsti seisminiai tinklai ir galutinai mėginių grąžinimo misijos galėtų ištirti įterptų kūnų sudėtį ir patikslinti jų amžiaus įverčius. Seisminio žemėlapiavimo derinimas su geocheminiais ir gravitaciniais duomenimis bus lemiamas, norint atskirti senovinių smūginių kūnų tankius metalinius branduolius nuo kitų galimų paaiškinimų, pavyzdžiui, lokalios mantijos heterogeniškumo.
Ekspertų nuomonė
Dr. Elena Ramirez, planetų geofizikė iš Arizonos universiteto (fiktyvi), komentavo: „Rasti protoplanetų fragmentus, išsaugotus Marso mantijoje, būtų tarsi aptikti meteoritus, užkonservuotus laike planetiniame archyve. Tai suteiktų tiesioginį priėjimą prie kūnų, kurie niekada iki galo netapo planetomis. Kitas žingsnis – seisminių signalų kryžminis patikrinimas su gravitaciniais ir magnetiniais duomenimis, kad patvirtintume jų kilmę ir sudėtį.“
Išvada
Naudojant InSight seisminius duomenis, buvo atskleistos tankios anomalijos Marso mantijoje, kurias geriausiai galima paaiškinti kaip senovinius smūginius kūnus – galbūt protoplanetas – įterptus Saulės sistemos formavimosi eroje. Marso plokščių tektonikos stoka išsaugojo šias struktūras, siūlydama retą ankstyvųjų planetinių susidūrimų ir akrecijos procesų įrašą. Tolimesni seisminiai, gravitaciniai ir orbitiniai tyrimai patikrins šį aiškinimą ir gali pakeisti mūsų supratimą apie tai, kaip augo ir vystėsi planetos jaunoje Saulės sistemoje.
Quelle: livescience
Kommentare