Даже со всем, что мы узнали о Марсе в последние десятилетия, планета все еще таинственна. Большая часть загадки вращается вокруг жизни и поддерживает ли когда -либо планета. Но планета также дразнит нас более основополагающими загадками.
Одна из этих загадков — марсианская дихотомия: почему северные и южные полушарии планеты такие разные?
По какой -то причине южное полушарие Марса является преимущественно нагорье и имеет более высокое возвышение, чем северное полушарие — около 5 км (3 мили) выше. Юг также имеет более толстую кору, старше и покрыта кратерами.
Северное полушарие представляет собой обширную, гладкую равнину с более тонкой корочкой и меньшим количеством кратеров. Он также менее намагничен, чем юг.
Ученые озадачивают эту дихотомию и предложили для нее разные причины. Одна ведущая теория включает в себя огромное влияние. Некоторые исследователи, использующие геофизическое моделирование, предположили, что тело размером с плутон поразило Марса в начале своей истории. Воздействие могло бы создать северную низину как гигантский ударный бассейн.
Другие исследователи предположили, что внутренние (эндогенные) процессы планеты создали дихотомию. Тектоника пластины или мантийная конвекция могла бы быть за этим.
В любом случае, дихотомия имеет основополагающее значение для понимания Марса. Мы не можем понять эволюцию планеты, не раскрывая тайну дихотомии. Вот почему НАСА и DLR запустили Insight Lander, которая достигла марсианской поверхности в ноябре 2018 года.
Имя Ландера означает разведку интерьера с использованием сейсмических исследований, геодезиии теплопередача. Среди его инструментов был сейсмический эксперимент по внутренней структуре. SEIS помог ученым лучше понять Марскваки, обнаружив и измеряя сотни из них. Это также помог им измерить толщину коры и исследовать мантию. Данные Insight также помогли им ограничить размер ядра Марса.
Ученые все еще работают с данными Insight, и новое исследовательское письмо, опубликованное в геофизических исследованиях AGU, предполагает, что конвекция Марса стоит за марсианской дихотомией. Он называется «Ограничения на происхождение марсианской дихотомии из южных горшков». Авторами являются Weijia Sun из Китайской академии наук и профессора и геофизика Hrvoje Tkalcic из Австралийского национального университета.
Авторы заявляют марсианскую дихотомию в четких терминах: «Дихотомия марсианского полушария определяется значительными различиями в высоте и толщине коры между северной низиной и южным нагорье». Разница высоты примерно равна высоте самых высоких гор на земле.
Это исследование основано на кластере марсквакса в районе Терра Киммерии в южном нагорье. «Мы проанализировали данные о форме волны с так называемых низкочастотных марскваксов, захваченных сейсмографом НАСА по Марсу»,-сказал профессор Ткальчич. «Делая это, мы обнаружили кластер из шести ранее обнаруженных, но некурированные марскваки в южном нагорье планеты, в регионе Терра Cimmeria».
Эти Quakes дали исследователям новые сейсмические данные из ранее некверных регионов, что является значимым, поскольку позволяет им сравнивать данные с сейсмическими данными из других регионов, особенно из региона Цербера Фосса в северной низменности.
Cerberus Fossae-это серия почти параллельных трещин на Марсе. Ученые думают, что они были созданы вулканами Tharsis на востоке и элизиумом на западе.
Исследователи работали с сейсмическими данными Insight и улучшали отношение сигнал / шум. Это улучшение позволило им точно определить местоположения марсквакса. «Здесь мы улучшаем соотношения сигнал / шум и определяем местоположения низкочастотных марскваков, зарегистрированных во время миссии Insight. Мы находим новый кластер марсккеков в Терра Cimmeria, Южный Хайлендс, в дополнение к тем, которые ранее расположены в Cerberus Fossae, Северная Низландия », — пишут они.
Исследователи использовали так называемый метод спектрального соотношения, чтобы определить качество волн. В этом контексте качество относится к тому, как быстро сейсмические волны теряют энергию, когда они путешествуют через марсианский интерьер. Это выражено как ценность для «Q», которая отличалась между регионом Цербера Фосса и регионом Терра Киммерии.
«Используя метод спектрального соотношения, мы оцениваем коэффициент качества Q в диапазоне 481–543 для Terra Cimmeria против 800–2000, определенных для Cerberus Fossae», — объясняют исследователи. Более высокий Q в Terra Cimmeria Southers Highlands указывает на то, что сейсмические волны там «ослабляют» или быстрее теряют энергию.
Такая большая разница в Q между областями указывает на то, что подставки существенно отличаются друг от друга. Температура и мантийная конвекция может быть ключом. «Разница ослабления может быть связана с температурными различиями между двумя полушариями, а также более энергичной конвекции под южным нагорье», — говорится в газете.
«Данные из этих марсквок, по сравнению с хорошо задокументированным северным полушарием, показывают, как южное полушарие планеты значительно горячее по сравнению с его северным полушарием»,-сказал профессор Ткальчич. «Понимание того, происходит ли конвекция, предлагает подсказки о том, как Марс превратился в свое нынешнее состояние в течение миллиардов лет».
Основная цель исследователей в изучении марсианской дихотомии состояла в том, чтобы определить, являются ли эндогенные или экзогенные процессы или события. Тем не менее, теории воздействия мешают временем. Существуют значительные геохронологические ограничения для гигантских воздействий на Марс. Данные о кратере, распределение минералов и наличие речных каналов все конфликт с гипотезой воздействия, что, как предполагают большинство исследователей, пришлось произойти в начале истории солнечной системы.
«Эти сейсмологические наблюдения, вместе с геохронологическими ограничениями гигантских ударов, усиливают« эндогенную »гипотезу о том, что мантийная конвекция вызывает дихотомию коры», — объясняют они.
