В опубликованной на этой неделе статье подробно описывается использование сейсмических данных для поиска и идентификации тонкого слоя расплавленных силикатов (породообразующих минералов, составляющих кору и мантию Марса и Земли), лежащего между марсианской мантией и ядром. Обнаружив этот расплавленный слой, исследователи определили, что ядро красной планеты плотнее и меньше, чем считалось ранее. Этот вывод лучше согласуется с другими имеющимися геофизическими данными и анализом марсианских метеоритов.

Ведран Лекич, профессор геологии Университета Мэриленда и соавтор статьи, сравнил расплавленный слой с "греющим одеялом", покрывающим ядро ​​Марса.

"Одеяло не только изолирует тепло, исходящее от активной зоны, и предотвращает ее охлаждение, но также концентрирует радиоактивные элементы, распад которых генерирует это тепло, — говорит Лекич. — Когда это происходит, ядро, скорее всего, не может производить конвективные движения, которые могли бы создать магнитное поле. Это может объяснить, почему у Марса сейчас нет активного магнитного поля".

Без него планета земной группы, такая как Марс, становится чрезвычайно уязвимой для солнечных ветров и теряет всю воду на своей поверхности. Это делает ее неспособной поддерживать жизнь. Лекич добавил, что эту разницу между Землей и Марсом можно объяснить различиями во внутренней структуре и разными путями планетарной эволюции, по которым они прошли.

"Тепловое покрытие металлического ядра Марса жидким слоем у основания мантии означает, что для генерации магнитного поля, зарегистрированного в марсианской коре в течение первых 500–800 миллионов лет ее эволюции необходимы внешние источники, — утверждает ведущий автор статьи Анри Самуэль, ученый Французского национального центра научных исследований. — Этими источниками могут быть энергетические удары или движение ядра, вызванное гравитационным взаимодействием с древними спутниками, которые с тех пор исчезли".

Выводы команды подтверждают теорию о том, что Марс когда-то представлял собой расплавленный океан магмы, который позже кристаллизовался, образовав слой силикатного расплава, обогащенного железом и радиоактивными элементами, у основания марсианской мантии. Тогда тепло, исходящее от радиоактивных элементов, резко изменило бы тепловую эволюцию и процесс охлаждения Красной планеты.

"Эти слои, если они будут широко распространены, могут иметь довольно серьезные последствия для остальной части планеты, — рассказывает Лекич. — Их существование поможет нам узнать, можно ли генерировать и поддерживать магнитные поля, как планеты остывают с течением времени, а также как меняется динамика их недр".

Миссия НАСА InSight официально завершилась в декабре 2022 года после более чем четырех лет сбора данных о Марсе, но анализ наблюдений продолжается. 

"Открытие расплавленного слоя — лишь один пример того, как мы продолжаем узнавать что-то новое из завершенной миссии InSight, — говорит Лекич. — Мы надеемся, что информация об эволюции планет, которую мы собрали с использованием сейсмических данных, проложит путь для будущих миссий к небесным телам, таким как Луна и Венера".

Научная статья опубликована в журнале Nature.