Вчені давно помітили, що Марс обертається трохи швидше щороку, але причина залишалася невідомою. Нове дослідження, опубліковане 18 лютого в “Journal of Geophysical Research: Planets”, передбачає, що величезний шлейф гірської породи, що піднімається, глибоко під поверхнею планети може бути винуватцем, і це відкриття кидає виклик нашому розумінню охолодження планет.
Таємниця марсіанського обертання
Протягом багатьох років ледь помітне, але вимірне прискорення обертання Марса спантеличувало дослідників. У той час як поверхня планети здається геологічно стародавньою, її внутрішні процеси далекі від мертвих. Переважна теорія полягала в тому, що планета просто охолоджується повільніше, ніж очікувалося, але це нове дослідження пропонує активний механізм: “аномалію негативної маси” – область надзвичайно легкого матеріалу, що піднімається через мантію Марса.
Чому це важливо: Обертання планети – це не тільки швидкість; воно розкриває основні процеси. Розуміння того, чому Марс обертається швидше, дає уявлення про розподіл тепла всередині планети, геологічну активність і навіть її довгострокову житло.
Аномалія у формі вулкана
Дослідження зосереджено на вулканічній провінції Тарсіс, колосальному регіоні, що тягнеться на 5950 кілометрів по поверхні Марса. На відміну від Землі, на Марсі немає активної тектоніки плит. Натомість його вулкани росли мільярди років, накопичуючи масивні структури, тому що лава накопичується в одному місці. Посадковий модуль InSight, який вивчав внутрішню частину Марса з 2018 року, надав вирішальні дані про товщину кори, що допомогло у дослідженні.
Дослідники використовували комп’ютерне моделювання на основі даних InSight, щоб змоделювати підповерхневу структуру, яка б пояснити домінування регіону Тарсис на одній стороні планети. Моделі вказали на шлейф матеріалу низької щільності у мантії під Тарсісом.
«Аномалія або легка маса підніматиметься вгору і стикатиметься з літосферою Марса, утворюючи кишені розплаву, які можуть проникати в кору та вивергатися у вигляді вулканів», — пояснює Барт Рут, провідний автор дослідження.
Від вулканів до швидкості
Дослідники припускають, що цей менш щільний шлейф не тільки підживлює вулканічну активність; він також впливає на обертання планети. Вимірювання, отримані за допомогою посадкових апаратів Viking у 1970-х роках та InSight, показують, що марсіанська доба скорочується приблизно на 70 мікросекунд на рік, що вказує на невелике, але постійне збільшення швидкості обертання.
Команда провела моделювання, щоб визначити, чи може зміна маси від цього підповерхневого шлейфу пояснити прискорення, що спостерігається. Результати показують, що легший матеріал, що піднімається до екватора, змушує більш важку масу опускатися до осі обертання, прискорюючи обертання, — аналогічно до того, як фігурист прискорюється, притягуючи руки до себе.
Наслідки для планетології
Це відкриття має ширші наслідки. Марс менший за Землю, і вчені раніше припускали, що він швидко охолоне і стане геологічно неактивним. Однак, якщо глибокий мантійний шлейф може зберігатися і викликати вулканічну активність, дрібніші кам’янисті світи можуть залишатися активними довше, ніж раніше.
Це кидає виклик традиційному погляду на еволюцію планет: Якщо Марс зберігає значне внутрішнє тепло, це говорить про те, що інші невеликі планети та місяці в нашій Сонячній системі та за її межами можуть бути геологічно динамічнішими, ніж ми припускаємо.
Дослідження продовжуються, але ці висновки можуть докорінно змінити наше розуміння внутрішніх процесів кам’янистих планет. Подальші дослідження уточнять моделі і нададуть переконливіші докази, але на даний момент прихований двигун під поверхнею Марса переглядає наше уявлення про Червону планету.
