При относительно высокой степени изученности поверхности Марса данных о его внутреннем строении мало. Это обусловлено ограниченностью возможностей использования сейсмических методов изучения. Местная сейсмическая активность при высокой частоте слабо интенсивна, а сигналы искажены шумами и помехами, что усложняет их интерпретацию.
Новое исследование Китайского университета науки и технологий было посвящено изучению марсианского ядра. Ученые проанализировали с применением сложных алгоритмов сейсмические данные по 23 наиболее четким марсотрясениям с высоким отношением сигнал / шум. Таким образом были извлечены редкие и слабые фазы сейсмических волн, проходящих через центральную часть планеты и несущих информацию о плотности, упругости и агрегатном состоянии материалов.
По результатам установлена слоистая структура марсианского ядра: внешняя часть, состоящая из железа и никеля, жидкая, внутренняя диаметром около 600 км твердая. Таким образом, по структуре оно аналогично земному, что свидетельствует об универсальности процессов дифференциации вещества на этапе формирования планет. К тому же очень близки относительные размеры ядер данных объектов.
На границе между внешним и внутренним ядром зафиксировано повышение скорости сейсмических волн примерно на 30%, что свидетельствует о резком изменении физических свойств вещества. Так, отмечена разница в плотности около 7%.
На основе полученных данных ученые смоделировали химический состав внутреннего ядра. Модель проявила, что, помимо железа, и никеля оно содержит значительную долю легких элементов, 12-16% серы, 6,7-9% кислорода, 3,8% углерода. Это объясняет меньшую температуру плавления и кристаллизации ядра относительно чисто железного.
Исходя из этого, ученые выдвинули новую теорию развития марсианского магнитного поля. По их версии, внутреннее ядро начало формироваться позднее, чем у Земли, и процесс был недостаточным для длительного поддержания геодинамо-эффекта. Актуальная гипотеза предполагает, что изначально Марс обладал мощным магнитным полем, но быстро утратил его.
Полученные результаты, с одной стороны, свидетельствуют об универсальности процессов развития планет, с другой, отражают зависимость их масштаба и продолжительности от размера, состава и тепловой истории объекта. К тому же в ходе исследования разработаны новые методы анализа слабых сейсмических сигналов.
