4 Minuten
Išlikę fragmentai giliai po Marsu
Skirtingai nei Žemė, kur plokščių tektonika nuolat perdirba žievės medžiagą ir perkėlinėja ją į mantiją per subdukciją ir kitus procesus, Marsas, regis, išlaiko seną savo vidaus struktūrą. Žemėje tektoninės zonos, tokios kaip Kaskadijos subdukcijos sritis, nuolat stumia vandenyno litosferą po kontinentais, skatindamos mantijos maišymą ir atsinaujinimą. Priešingai, Marsas laikomas stagnuojančio gaubto planeta: jo išorinė plutą nebeturi veikiančios plokščių tektonikos jau milijardus metų, todėl gilesnės struktūros išlieka santykinai nepakitusios.
Seizminis mantijos heterogeniškumo aptikimas
Naujausi InSight misijos seismologinių duomenų analizės atskleidė žymų kietų fragmentų pasiskirstymą įterptų į Marsą mantiją. Tyrėjai užfiksavo kelių didelių blokų modelį, kai kurie iš jų siekė net iki keturių kilometrų skersmens, apsuptų daugybės mažesnių fragmentų. Šių dalių erdvinis išdėstymas atitinka statistinį modelį, suderinamą su fraktaline fragmentacija — būdingu energingų suskaldymo įvykių parašu.
Kaip interpretuotas šis modelis
Planetų mokslininkai, nagrinėję InSight smūgių įrašus, padarė išvadą, kad didelės energijos smūgis galėjo sudaužyti pirminį mantijos sluoksnį. Kai poveikio išlaisvinta energija viršija taikinio medžiagos sukibimo tvirtumą, įvyksta skilimas, suformuojantis fraktalinį dydžių pasiskirstymą: keletas didelių šukių ir daug smulkesnių nuolaužų. Tas pats mechanizmas paaiškina, kodėl iškritęs lango stiklas suskyla į panašų didelių ir mažų fragmentų mišinį. Tai, kad toks pasiskirstymas šiandien išlieka aptinkamas Marsui, rodo, jog fragmentai išgyveno neperdirbti didelio masto mantijos konvekcijos ar plokščių tektonikos veikimo.
Reikšmė uolėtų planetų evoliucijai
Šis atradimas keičia suvokimą apie ilgalaikę uolėtų planetų, neturinčių aktyvios plokščių tektonikos, raidą. Jei didelės energijos smūgiai gali palikti ilgalaikius, aptinkamus pėdsakus planetos viduje, tai Marsą dengiantys išlikę sluoksniai gali būti fosilinis ankstyvojo bombardavimo įrašas. Ši išvada taip pat kelia klausimų apie Veneros ir Merkurijaus vidines istorijas — abi dažnai laikomos stagnuojančio gaubto pasauliais. Mantijos heterogeniškumai šiose planetose galėtų įrašyti praeities smūgius ir vidinius procesus, kurie Žemėje būtų sunaikinti ir perdirbti.
Misijos kontekstas ir duomenų šaltiniai
Pagrindinis šių rezultatų duomenų šaltinis buvo seismologinis stebėjimas, kurį vykdė NASA InSight landeris, veikęs Marse iki 2022 m. InSight nešė jautrų seismometrą, skirtą aptikti marskviakas ir meteoroidų smūgius. Seizminių bangų greičio ir kelionės laiko anomalijų analizė leido tyrėjams numatyti smulkias mantijos struktūros variacijas ir identifikuoti klasterizuotus fragmentus po plutą.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Ruiz, planetų geofizikė viename iš didžiųjų mokslinių universitetų, komentavo šių atradimų reikšmę: Marsą supantis stagnuojantis gaubtas išsaugojo požeminį archyvą, prie kurio mums retai pavyksta prieiti. Mantijos fragmentų fraktalinis pasiskirstymas suteikia tiesioginį langą į ankstyvasias smūgių sąlygas ir medžiagos tvirtumą. Ateities misijos, išplečiančios seisminį aprėptį po visą Marsą arba parvežančios mėginius iš gilių plutų atodangų, galėtų patikrinti šias interpretacijas ir patikslinti modelius, kaip smūgiai pakeičia planetų vidų.
Platesnė reikšmė ir tolesni žingsniai
Šių fragmentų aptikimas ir charakterizavimas atveria naujas lyginamosios planetologijos kryptis. Mokslininkai dabar gali tirti, kaip smūgio energija, plutos storis ir mantijos reologija sąveikauja formuodami ilgalaikes heterogeniškumas. Tobulesnės seisminės tinklai, kartu su geodinaminiais modeliais ir laboratoriniais uolienų suskaldymo eksperimentais, padės nustatyti, ar panašūs parašai egzistuoja Veneroje, Merkurijuje ar net didesniuose palydovuose. InSight duomenų rinkinys vis dar teikia atradimų, pabrėždamas seismikos vertę atskleidžiant nematomus planetų formavimo ir evoliucijos aspektus.
Išvada
Fraktalinei populiacijai panašaus fragmentų pasiskirstymo identifikavimas Marsą mantijoje rodo, kad galingi ankstyvojo planetos istorijos smūgiai paliko tvirtą ženklą. Kadangi Marsas neturi veikiamos plokščių tektonikos, šie senoviniai fragmentai išlieka aptinkami ir suteikia retą langą į procesus, kurie formuoja uolėtų planetų vidų. Tolimesnė seisminių duomenų analizė ir būsimos misijos, plėtojančios seisminius tinklus, bus esminės patvirtinant šias išvadas ir taikant jas kitoms stagnuojančio gaubto sistemoms Saulės sistemoje.
Quelle: scitechdaily
Kommentare