Ученые обнаружили тепловую аномалию под южным полюсом Марса

Исследователи обнаружили тепловую асимметрию глубоко под поверхностью южного полушария Марса. На основе гравитационных измерений, которые дают представление о внутренней структуре Красной планеты, южная часть недр Марса примерно на 200–400 градусов Цельсия теплее северной и частично расплавлена. Это неожиданное открытие дополняет представления об истории Марса и периодах, когда на нем могли существовать условия, благоприятные для жизни. Об этом сообщает портал Phys.org.

Исследование возглавил выпускник Калтеха Александр Берн (Ph.D. '26), ныне постдокторант Университета Аризоны. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Во время учебы в Калтехе Берн разработал модель, которая использует вариации гравитационных данных для определения структуры недр планетарного тела. Затем Берн и его коллеги применили эту модель к Марсу. Используя данные, собранные за десятилетия тремя миссиями — Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter, — команда измерила крошечные изменения скоростей космических аппаратов и восстановила гравитационное поле вокруг Марса.

Гравитационные силы Солнца, действующие на Марс, меняются в сезонных масштабах из-за слегка эллиптической орбиты и наклонной оси вращения. Метод, называемый приливной томографией, измеряет, как эти гравитационные сигнатуры меняются со временем, и создает модель внутреннего строения планеты.

«Ученые обычно предполагают, что недра планетных тел в целом сферически симметричны, но это не обязательно так, — говорит Берн. — По мере получения большего количества гравитационных данных мы можем определять трехмерные особенности внутренней структуры планеты. Эти выводы, в свою очередь, дают нам план для будущих миссий и научных исследований этих миров. Понимание внутренней структуры планетных тел помогает раскрыть процессы, которые сформировали их образование и эволюцию».

На поверхности Марс — геологически асимметричная планета: южное полушарие содержит высокие горы и глубокие кратеры, тогда как северное состоит из низменных равнин. В новом исследовании команда с удивлением обнаружила, что недра Марса также термически асимметричны — южное полушарие на сотни градусов горячее северного.

Новое наблюдение также объясняет другие явления на Марсе, такие как магнитные аномалии в железосодержащих минералах на юге. Тепловая аномалия в южной мантии может означать, что существовало магнитное поле, достаточно сильное, чтобы вызвать магнитные различия между севером и югом. Кроме того, миссия NASA InSight ранее обнаружила, что сейсмические волны затухают быстрее на юге, что может объясняться более высокой температурой региона.

«Дихотомия между севером и югом важна для понимания, потому что она дает информацию о процессах, которые могли влиять на гидрологию Марса, включая формирование бассейнов, которые могли содержать воду», — говорит Амирхоссейн Багери, постдокторант Калтеха и соавтор статьи. Багери также бывший член команды InSight.

До сих пор неясно, что создало тепловую аномалию. Существует несколько гипотез: гигантский удар, выделивший тепло с севера, прошлая спонтанная конвекция в южной мантии Марса и толстые геологические образования, удерживающие избыточное тепло от утечки.