Ученые давно заметили, что Марс вращается немного быстрее с каждым годом, но причина оставалась неизвестной. Новое исследование, опубликованное 18 февраля в Journal of Geophysical Research: Planets, предполагает, что огромный, поднимающийся шлейф горной породы глубоко под поверхностью планеты может быть виновником, и это открытие бросает вызов нашему пониманию охлаждения планет.
Тайна марсианского вращения
На протяжении многих лет едва заметное, но измеримое ускорение вращения Марса озадачивало исследователей. В то время как поверхность планеты кажется геологически древней, ее внутренние процессы далеки от мертвых. Преобладающая теория заключалась в том, что планета просто охлаждается медленнее, чем ожидалось, но это новое исследование предлагает активный механизм: «аномалию отрицательной массы» — область необычно легкого материала, поднимающегося через мантию Марса.
Почему это важно: Вращение планеты — это не только скорость; оно раскрывает основные процессы. Понимание того, почему Марс вращается быстрее, дает представление о распределении тепла внутри планеты, геологической активности и даже ее долгосрочной обитаемости.
Аномалия в форме вулкана
Исследование сосредоточено на вулканической провинции Тарсис, колоссальном регионе, простирающемся на 5950 километров по поверхности Марса. В отличие от Земли, на Марсе нет активной тектоники плит. Вместо этого его вулканы росли миллиарды лет, накапливая массивные структуры, потому что лава скапливается в одном месте. Посадочный модуль InSight, изучавший внутреннюю часть Марса с 2018 года, предоставил решающие данные о толщине коры, что помогло в исследовании.
Исследователи использовали компьютерное моделирование на основе данных InSight, чтобы смоделировать подповерхностную структуру, которая могла бы объяснить доминирование региона Тарсис на одной стороне планеты. Модели указали на шлейф материала низкой плотности в мантии под Тарсисом.
«Аномалия или легкая масса будет подниматься вверх и сталкиваться с литосферой Марса, образуя карманы расплава, которые могут проникать в кору и извергаться в виде вулканов», — объясняет Барт Рут, ведущий автор исследования.
От вулканов к скорости
Исследователи предполагают, что этот менее плотный шлейф не только подпитывает вулканическую активность; он также влияет на вращение планеты. Измерения, полученные с помощью посадочных аппаратов Viking в 1970-х годах и InSight, показывают, что марсианские сутки сокращаются примерно на 70 микросекунд в год, что указывает на небольшое, но постоянное увеличение скорости вращения.
Команда провела моделирование, чтобы определить, может ли изменение массы от этого подповерхностного шлейфа объяснить наблюдаемое ускорение. Результаты показывают, что более легкий материал, поднимающийся к экватору, заставляет более тяжелую массу опускаться к оси вращения, ускоряя вращение — аналогично тому, как фигурист ускоряется, притягивая руки к себе.
Последствия для планетологии
Это открытие имеет более широкие последствия. Марс меньше Земли, и ученые ранее предполагали, что он быстро остынет и станет геологически неактивным. Однако, если глубокий мантийный шлейф может сохраняться и вызывать вулканическую активность, более мелкие каменистые миры могут оставаться активными дольше, чем считалось ранее.
Это бросает вызов традиционному взгляду на эволюцию планет: Если Марс сохраняет значительное внутреннее тепло, это говорит о том, что другие небольшие планеты и луны в нашей Солнечной системе и за ее пределами могут быть более геологически динамичными, чем мы предполагаем.
Исследования продолжаются, но эти выводы могут коренным образом изменить наше понимание внутренних процессов каменистых планет. Дальнейшие исследования уточнят модели и предоставят более убедительные доказательства, но на данный момент скрытый двигатель под поверхностью Марса пересматривает наше представление о Красной планете.
