Планетологи, які працюють із сейсмографом SEIS марсіанської автоматичної станції InSight, опублікували нові результати аналізу зібраних приладом даних. Вченим вдалося оцінити товщину кори Марса, визначити розміри ядра планети і з'ясувати, що кора в багато разів більш багата радіоактивними елементами, ніж мантія планети. Статті (1, 2, 3) опубліковані в журналі.
InSight висадився на Марсі наприкінці 2018 року і займається дослідженнями внутрішньої будови і клімату планети. Станція оснащена кількома науковими інструментами, проте найбільш важливим з них є сейсмограф SEIS, який у березні 2019 року зареєстрував перший марсотрус і відтоді виявив понад тисячу окремих сейсмічних подій. Аналіз того, як поширюються сейсмічні хвилі всередині планети раніше дозволив вченим приблизно зрозуміти, де пролягають межі розділу шарів Марса і який розмір його ядра.
У трьох нових роботах планетологи з міжнародної команди InSight, що працюють з даними, одержуваними SEIS, опублікували результати досліджень внутрішньої структури Марса Амір Кхан (Amir Khan) з Інституту геофізики в Цюріху і його колеги використовували прямі (P і S) і відображені від поверхні (PP, PPP, SS і SSS)сейсмічні хвилі, що виникли в ході восьми марсотрясінь, для вивчення структури планети до глибини 800 кілометрів. Вчені визначили, що літосфера Марса пролягає до глибин 400-600 кілометрів, що робить її товщою, ніж у випадку Землі. При цьому, порівняно з мантією кора Марса в 13-20 разів більш багата радіоактивними елементами, розпад яких сильно нагріває цей шар. Ці оцінки виявилися більшими, ніж ті, які були отримані під час досліджень поверхні Марса орбітальними апаратами.
Бріджит Кнапмайєр-Ендрун (Brigitte Knapmeyer-Endrun) з Інституту геології та мінералогії Кельнського університету та її колеги використовували сейсмічні події для оцінки товщини і слоїстості кори Марса в місці висадки станції. Вчені дійшли висновку, що можуть існувати дві моделі кори: тонка і товста. У разі тонкої моделі товщина кори становить від 15 до 25 кілометрів і в ній можна виділити два шари. У разі товстої кори її товщина становитиме від 27 до 47 кілометрів і в ній можна виділити три шари.
Якщо розглядати всю планету цілком, то в рамках тонкої моделі середня товщина кори становить від 24 до 38 кілометрів, а її максимально допустима щільність - 2850 кілограм на кубічний метр. У разі товстої моделі середня товщина кори становить від 39 до 72 кілометрів, а її максимально допустима щільність - 3100 кілограм на кубічний метр. Для обох моделей щільність кори виявилася істотно меншою, ніж можна було б очікувати виходячи з властивостей поверхневого шару Марса.
Нарешті, (Simon C. Stähler) з Інституту геофізики в Цюріху і його колеги використовували сейсмічні хвилі, щоб уточнити кордон між мантією Марса і його рідкометалічним ядром. що радіус ядра становить 1830, 40 кілометрів, а його середня щільність дорівнює від 5,7 до 6,3 грама на кубічний сантиметр, що вимагає значної кількості легких елементів, розчинених у залізо-нікелевому ядрі, зокрема сірки (10-15 відсотків від загальної маси), кисню (< 5 відсотків від загальної маси) і водню та вуглецю (< 1 відсотків від загальної маси).
Вчені прийшли до висновку, що мантія Марса за мінералогічним складом може бути аналогічна верхній мантії Землі, при цьому у планети відсутня відносно щільна і теплоізолююча нижня мантія. Це відповідає моделі, в якій Марс володів глобальним магнітним полем, що генерується за рахунок динамо-ефекту, 4,5-3,7 мільярдів років тому, а потім відносно швидко охолов, через що зараз можна спостерігати лише спробовані ділянки кори планети.
Про загадки надр Червоної планети, особливості станції та її нелегку роботу на Марсі можна дізнатися з матеріалів «Зазирнути всередину Червоної планети», «Сейсмограф для Марса» і «45 сантиметрів за 50 років».