На основе изучения информации, полученной от сейсмографа InSight, исследователи установили, что марсотрясения чаще всего происходят в летний период и преимущественно в Северном полушарии планеты. С наступлением холодов эти события неожиданно прекращаются. Ученые пока не могут найти объяснения, основанные на земном опыте, почему на Марсе наблюдается столь «выборочная» сейсмическая активность.
В 2018 году аппарат NASA InSight совершил мягкую посадку на Марсе, чтобы изучить его внутреннее строение. Главный инструмент миссии — сейсмометр SEIS — уже через несколько месяцев после начала работы были зафиксированы первые марсотрясения. Ранее предполагалось, что Марс — геологически неактивный мир: его кора не имеет подвижных плит, как на Земле, а вулканическая активность прекратилась миллионы лет назад. Однако полученные данные InSight опровергли это убеждение.
За время своей работы, которая продолжалась четыре года и завершилась в 2022 году, аппарат зарегистрировал несколько тысяч сейсмических событий. Некоторые из них достигали магнитуды в пять баллов — достаточно, чтобы вызвать колебания зданий на Земле. Однако, наиболее неожиданным оказалось не интенсивность сильных толчков, а тысячи небольших марсотрясений, которые повторялись с регулярной периодичностью.
Команда ученых-планетологов во главе с Саймоном Штелером ( Simon Stähler) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха провела анализ данных, полученных аппаратом InSight, и выявила необычную закономерность. Исследование показало, что основная масса зарегистрированных сейсмических толчков приходится на северные области Марса и наблюдается исключительно в летние месяцы. В периоды наибольшей активности планета испытывает до десяти колебаний в течение суток, после чего с наступлением холодов сейсмическая активность снижается. Об этом сообщается в докладе В рамках Конференции по лунным и планетарным наукам, прошедшей в Техасе (США), был представлен доклад Штелера, посвященный сделанному открытию рассказало издание New Scientist.
Исследователи сопоставили информацию, собранную в течение двух марсианских лет, продолжительность каждого из которых составляет около 687 земных дней. За второй летний период число сейсмических толчков увеличилось вдвое, при этом их интенсивность не изменилась – казалось, невидимый механизм отсчитывал удары с неизменной силой.
Землетрясения, связанные с сезонными изменениями, на Земле случаются нечасто. Их появление объясняют увеличением количества осадков, которые временно меняют состав горных пород: летние дожди или таяние снегов повышают давление в разломах и вызывают толчки. Однако на поверхности Марса жидкую воду не зафиксировали, а атмосферное давление там в 160 раз ниже земного. Следовательно, причина сейсмической активности иная.
Еще одна загадка связана с тем, как распределяется энергия сейсмических толчков. На нашей планете для оценки мощности землетрясений применяют шкалу Рихтера. В соответствии с этим законом, интенсивность землетрясения обратно пропорциональна его частоте: землетрясение, в 10 раз превосходящее другое по мощности, случается в 10 раз реже. Однако, наблюдения, сделанные аппаратом InSight, свидетельствуют о том, что на Марсе это соотношение не соблюдается. На Красной планете разница между слабыми и сильными толчками значительно больше: сильные марсотрясения происходят в 100-1000 раз реже слабых, в отличие от 10-кратного различия, характерного для Земли.
Одна из теорий, объясняющих сезонные колебания марсотрясений, связана с углекислым газом. Поскольку марсианская атмосфера крайне разрежена, она преимущественно состоит из углекислого газа. С наступлением зимы этот газ замерзает, образуя так называемый сухой лед, который откладывается в полярных регионах. Когда наступает лето, он быстро сублимируется, то есть переходит в газообразное состояние. Ученые полагают, что такой резкий переход из одного состояния в другое способен создавать подповерхностное давление, ослабляющее связь между частицами грунта и провоцирующее движение материала по склонам. Следовательно, подобный процесс может вызывать сходы лавин, которые и являются причиной сейсмических толчков.
Поскольку подобные оползни отмечаются вдали от центров марсотрясений, маловероятно, что они являются причиной необъяснимой сейсмической активности.
По мнению Штелера, на севере Марса могут протекать неизвестные геологические процессы, происходящие под поверхностью или на ней самой, и связанные с углекислым газом. Он предполагает, что сезонные колебания этого газа могут оказывать влияние на марсианскую кору и провоцировать марсотрясения.
Ученые только начинают изучать природу сезонных марсотрясений. Их таинственность создает для исследователей новые вопросы о процессах, протекающих внутри Красной планеты. В перспективе, вероятно, станет возможным определить причину этих аномальных толчков, и это открытие поможет не только понять эволюцию Марса, но и спрогнозировать потенциальные опасности для будущих колонистов.