Новые данные о марсотрясениях: роль ударных событий и пересмотр моделей внутреннего строения Марса

Результаты исследований, основанных на анализе данных сейсмического мониторинга, полученных посадочным модулем InSight, и применении алгоритмов машинного обучения, указывают на необходимость корректировки существующих представлений о природе сейсмической активности и внутреннем строении планеты Марс.

Полученные данные свидетельствуют о том, что существенная доля зарегистрированных марсотрясений может быть обусловлена не только эндогенными геологическими процессами, протекающими в недрах планеты, но и экзогенными факторами, а именно - ударными событиями, связанными с падением метеоритов на марсианскую поверхность. Данное открытие имеет важное значение для уточнения моделей динамики марсианского ядра, понимания процессов формирования планет земной группы и общей геофизической картины Марса. Планетолог Валентин Бикель из Бернского университета (Швейцария) отмечает: “Результаты наших исследований демонстрируют, что часть марсотрясений, зарегистрированных аппаратом InSight, была вызвана не тектонической активностью, а ударами метеоритов.

Это, в свою очередь, оказывает значительное влияние на оценки частоты марсотрясений и наше понимание процессов, формирующих поверхность Марса”. Несмотря на то, что Марс является одним из наиболее изученных объектов Солнечной системы, наши знания о его геологической истории и современной динамике остаются неполными. Ограничения обусловлены необходимостью использования дистанционных методов исследования и анализа данных, передаваемых автоматическими космическими аппаратами. В период с 2018 по 2022 год посадочный модуль Mars InSight осуществлял сейсмический мониторинг марсианских недр, что позволило зарегистрировать более 1300 сейсмических событий. Марсотрясения могут быть вызваны как внутренними (геологическая или магматическая активность), так и внешними факторами (ударные события). В рамках проведенного исследования Бикелем и его коллегами был разработан алгоритм машинного обучения, предназначенный для автоматического выявления свежих ударных кратеров на поверхности Марса.

Использовались снимки, полученные инструментом HiRISE на борту орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Сопоставление координат и времени образования 123 обнаруженных кратеров с данными о марсотрясениях, зарегистрированных InSight, позволило установить корреляцию между 49 сейсмическими событиями и, как минимум, одним ударным событием. По словам Бикеля, полученные результаты указывают на то, что “частота ударных событий на Марсе значительно недооценивалась в предыдущих исследованиях, основанных на анализе орбитальных снимков”. Новые данные свидетельствуют о том, что количество крупных метеоритных ударов на Марсе в 1,6-2,5 раза превышает ранее существовавшие оценки.

В рамках последующего анализа исследователи детально изучили случай образования кратера диаметром 21,5 метра вблизи области Cerberus Fossae, характеризующейся высокой геологической активностью и наличием молодых вулканических равнин. Установлена связь данного события с конкретным высокочастотным марсотрясением, что ставит под сомнение прежние представления о природе сейсмических сигналов, исходящих из Cerberus Fossae. "Ранее предполагалось, что большая часть высокочастотных сейсмических сигналов из Cerberus Fossae связана с внутренними марсотрясениями. Однако, новые данные указывают на то, что определенная часть активности может быть обусловлена ударными событиями”, - отмечают исследователи.

Анализ распространения сейсмических волн, генерируемых ударами метеоритов, показал, что данные волны не ограничиваются верхними слоями коры, а способны проникать в мантию и распространяться на значительные расстояния, достигая отдаленных регионов планеты. Полученные результаты подчеркивают необходимость пересмотра существующих моделей внутреннего строения Марса и более точной интерпретации данных о сейсмической активности, что позволит получить более достоверную информацию о составе и свойствах различных слоев марсианских недр.