Під південною півкулею Марса виявили теплову аномалію розміром з половину планети

Марс давно відомий своєю дивною асиметрією: плоска низовинна північ і вкритий кратерами гірський південь. Тепер виявилося, що ця відмінність простягається набагато глибше за поверхню. Нове дослідження показало, що мантія під південною півкулею Марса гарячіша за північну на 200–400 °C, утворюючи масштабну теплову аномалію в надрах планети.

Астроном Александр Берн разом із командою проаналізував архівні дані трьох марсіанських апаратів NASA — Mars Glob­al Sur­vey­or, Mars Odyssey та Mars Recon­nais­sance Orbiter. Вчені відстежували мікроскопічні зміни орбітальної швидкості зондів, які відображають варіації гравітаційного поля планети. Відхилення виявилися суттєвими й несумісними з тим, що мало б спостерігатися, якби надра Марса були однорідними.

Для побудови моделі внутрішньої структури планети Берн застосував власну методику «припливної томографії», яка враховує мінливий гравітаційний вплив Сонця на Марс під час руху планети еліптичною орбітою. Отримані результати підтвердили: внутрішня будова Марса принципово різна на півдні та півночі. Кора південної півкулі в середньому на 25 кілометрів товща, ніж північної.

Теплова аномалія узгоджується з іншими загадковими спостереженнями. Посадковий апарат InSight, який завершив місію у грудні 2022 року, фіксував швидше розсіювання сейсмічних хвиль у південному напрямку — що якраз пояснюється вищою температурою мантії. Окрім цього, аномалія може прояснити природу залишкового магнетизму в залізовмісних мінералах марсіанської кори: якщо висхідні потоки з гарячішої мантії свого часу нагрівали породи вище точки Кюрі, це залишало б саме такі магнітні сліди.

За основною гіпотезою, причиною асиметрії стало гігантське зіткнення більш ніж чотири мільярди років тому. Весь північний регіон, можливо, є одним велетенським ударним кратером. Після удару вивільнилася колосальна кількість внутрішнього тепла, і північна мантія охолола швидше за південну. Альтернативна версія припускає, що товща кора на півдні просто утримує тепло, діючи як ефективна «кришка» над мантією.

Розуміння теплового балансу Марса важливе не лише для геофізики. Різниця температур мантії впливала на гідрологію планети: гарячіший південь міг визначати, де формувалися басейни з водою, а отже — де могло існувати життя. Північні низовини, за однією з теорій, колись були дном великого океану.

Методику припливної томографії Берн планує застосувати й до інших тіл Сонячної системи — від Меркурія до великих супутників Юпітера. За його словами, накопичення нових гравіметричних даних дозволить будувати тривимірні моделі надр планет і проєктувати майбутні місії вже з урахуванням їхньої реальної внутрішньої структури.