Пока сейсмометр InSight терпеливо ждет следующее сильное землетрясение, чтобы осветить его внутреннюю часть и определить структуру коры и ядра, два ученых построили новую композиционную модель Марса.
Такаси Йошизаки из Университета Тохоку и Билл Макдоно из Университета Тохоку и Университета Мэриленда использовали камни с Марса и измерения орбитальных спутников, чтобы предсказать глубину до границы ядра и мантии, примерно в 1800 км под поверхностью, и предположили, что в ядре содержатся умеренные количества серы, кислорода и водорода в качестве легких элементов.
«Знание состава и внутренней структуры каменистых планет рассказывает об условиях формирования, о том, как и когда ядро ??отделилось от мантии, а также о сроках и количестве коры, извлеченной из мантии», комментирует Йошизаки.
Ранние астрономы использовали относительные расстояния и орбитальные периоды планет и их лун, чтобы определить размер, массу и плотность этих тел. Современные космические аппараты на орбите предоставляют подробную информацию о форме и плотности планеты, но распределение плотности внутри остается неизвестным. Сейсмический профиль планеты обеспечивает это понимание. Когда землетрясение раскачивает планету, звуковые волны проходят через ее внутреннее пространство со скоростью, контролируемой ее внутренним составом и температурой. Сильные контрасты плотности, например, породы и металлы, заставляют звуковые волны реагировать по-разному, раскрывая глубину границы ядро-мантии и детали вероятного состава этих слоев.
К концу 19-го века ученые выдвинули гипотезу о металлическом ядре внутри Земли, но только в 1914 году сейсмологи продемонстрировали его существование на глубине 2900 км. Сейсмологи раскрыли структуру внутреннего пространства планеты, что помогает определить местонахождение источников и понять природу землетрясений. Четыре лунных сейсмометра, установленные астронавтами Apollo, определили структуру ядра-мантии-коры Луны. Марс, вторая из исследованных планет, получил свой первый сейсмометр от миссии InSight в середине 2018 года.
Композиционные модели для планеты разрабатываются путем объединения данных из поверхностных пород, физических наблюдений и хондритных метеоритов, примитивных строительных блоков планет. Эти метеориты представляют собой смеси камня и металла, состоящие из твердых частиц, скопившихся в начале солнечной туманности. Эти частицы состоят из различных пропорций оксидов магния, кремния, железа и сплавов железа и никеля.
Йошизаки добавляет: «Мы обнаружили, что ядро ??Марса составляет только 1/6 его массы, тогда как для Земли это 1/3 её массы». Эти данные согласуются с тем, что на Марсе больше атомов кислорода, чем на Земле, ядро ??меньшего размера и ржавая красная поверхность. Они также обнаружили более высокое содержание летучих элементов на Марсе, чем на Земле, например, серы и калия, но меньше этих элементов, чем в хондритных метеоритах.
Сейсмометр миссии НАСА InSight будет непосредственно тестировать эту новую модель Марса, когда она определит глубину до границы марсианского ядра и мантии. Такие композиционные модели для Марса и Земли дают подсказки о происхождении и природе планет и условиях их обитаемости.
Оригинал earth-chronicles.ru
