NASA: Сейсмические измерения показали твердое ядро Марса

Новое исследование, основанное на данных марсианского зонда InSight, подтвердило наличие твердого ядра внутри Красной планеты. Открытие меняет представления о формировании и эволюции Марса, а возможно, и других каменистых планет.

Как обнаружили твердое ядро

В 2023 году зонд InSight впервые зарегистрировал сейсмические волны, проходившие через ядро Марса. Их источниками стали марсотрясения и удары метеоритов. Первичный анализ показал, что ядро полностью жидкое и содержит много легких элементов — серу и кислород.

Последующие исследования внесли уточнения. Геохимики из Германии, Франции и Бельгии в 2025 году синтезировали кристаллическую структуру Fe4+xS3 — тугоплавкий сплав железа и серы, способный сохранять твердое состояние при условиях ядра Марса. Это позволило предположить, что твердая сердцевина либо уже существует, либо появится при дальнейшем охлаждении планеты.

Новые данные InSight

Хотя аппарат прекратил работу в 2022 году, ученые проанализировали данные от 23 марсотрясений. Исследовались два типа сейсмических волн:

P'P' — прошедшие через ядро и отразившиеся от противоположной стороны планеты;
PKKP — отражённые внутри ядра на границе с мантией.

Особое внимание уделялось PKiKP-волнам, отражениям от границы между жидкой и твердой частью ядра. Их фиксация стала ключевым доказательством существования твердой сердцевины. PKKP-волны также регистрировались на 50–200 секунд раньше ожидаемого времени для полностью жидкого ядра.

Размер и состав твердого ядра

По расчетам, твердое ядро занимает около 18% радиуса Марса — примерно 613 ± 67 километров. Для сравнения, у Земли твердая сердцевина занимает 19% радиуса. В составе ядра содержатся легкие элементы:

сера — 12–16%
кислород — 6,7–9%
углерод — менее 3,8%

Такой состав позволяет ядру оставаться твердым даже при высоких температурах, которые могут превышать современные оценки на 10%.

Внутреннее строение планеты

Марс имеет сложное строение, аналогичное Земле:

твердое внутреннее ядро
жидкое внешнее ядро
расплавленный силикатный слой
мантия
кора

Некоторые вопросы остаются нерешёнными. Расплавленный силикатный слой между жидким ядром и мантией требует температуры выше температуры затвердевания внутреннего ядра, что создаёт теплоизоляцию и усложняет объяснение наличия твердого ядра.

Ранее исследования формы, вращения и гравитационного поля Марса не выявляли признаков твердой сердцевины. Новые данные не противоречат этим результатам с учётом погрешностей.

Отсутствие магнитного поля у Марса остаётся загадкой. Обычно твердое ядро способствует его формированию. Возможно, ядро затвердевает медленно, и поле ещё не успело сформироваться.

Обнаружение твердого ядра Марса стало важным шагом в изучении внутреннего строения планет. Оно изменяет понимание геологии Красной планеты и её тепловой истории и может помочь в изучении других миров Солнечной системы.

Читайте также: