Крупнейший каньон в Солнечной системе по-прежнему тектонически активен

Фото из открытых источников

На протяжении многих десятилетий учёные считали, что Марс геологически неактивен. Хотя его поверхность покрыта особенностями, свидетельствующими о вулканическом прошлом, все данные, казалось, указывали на геологическую мертвость Марса. Это согласуется с тем фактом, что кора Марса не имеет тектонических плит и состоит из одной единственной плиты, что делает его планетой с «застойной крышкой». Однако с прибытием посадочного аппарата НАСА InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) начали накапливаться свидетельства того, что планета всё ещё «жива».

Помимо «марсотрясений», вызванных ударными объектами, InSight обнаружил свидетельства тектонической активности внутри планеты. В недавнем исследовании ученые из Имперского колледжа Лондона и Колумбийского университета представили сейсмические данные, свидетельствующие о том, что марсотрясение произошло под долиной Маринерис. Согласно данным InSight, это событие (S0976a) было вызвано смещением горных пород вдоль разломов глубоко в земной коре. Эти результаты позволяют предположить, что разломы, образовавшиеся миллиарды лет назад, когда Марс был гораздо более активен, достаточно нестабильны, чтобы разорваться под воздействием напряжения.

Исследование возглавил Чонг-Хун Сонг, доцент кафедры наук о Земле и инженерии Имперского колледжа Лондона. К нему присоединились исследователи из кафедры наук о Земле и окружающей среде Колумбийского университета и кафедры наук о Земле и изменениях окружающей среды Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Подобно Олимпу Монсу и региону Тарсис, Долина Маринер является крупнейшим геологическим образованием такого рода в Солнечной системе, затмевая аналогичные образования на Земле. Эта обширная система каньонов простирается на 3900 км в длину, до 600 км в ширину и более чем на 9 км в глубину. Между тем, крупнейшая система каньонов на Земле, Большой каньон Ярлунг Цангпо, простирается примерно на 505 км в длину, до 113 м в ширину и достигает максимальной глубины 6 км.

«Долина Маринера — одно из самых впечатляющих геологических образований во всей Солнечной системе, но до сих пор мы не были уверены в том, что её разломы всё ещё активны. Наше исследование открывает захватывающие возможности для обнаружения продолжающейся сейсмической активности на других планетарных телах, которые мы могли бы считать геологически неактивными», - объяснил Сонг.

Наиболее распространенная теория гласит, что долина образовалась в результате разломов, созданных растягивающими тектоническими силами, которые разорвали земную кору. Считается, что этот процесс связан с интенсивной вулканической активностью, которая сформировала Тарсийский бульб в период с ноахийского по позднегесперианский (4,1–3,0 миллиарда лет назад). Также существует теория, что каньон расширился в результате последующей эрозии и обрушения стенок разлома, подобно Восточноафриканскому рифту.

Для своего исследования команда проанализировала сейсмическое событие S0976a, зарегистрированное аппаратом InSight 25 августа 2021 года. Это было единственное марсотрясение, обнаруженное в западном полушарии Марса, и оно произошло на противоположной стороне планеты. Предыдущие исследования указывали на то, что марсотрясение произошло в западной части долины Маринерис. Однако его причина оставалась неясной, рассматривались различные варианты: от ударов метеоритов до оползней и других форм движения массы, характерных для Марса.

Команда создала модели для проверки этих объяснений, но им не удалось воспроизвести наблюдаемые сейсмические волны. Исследователи также изучили спутниковые снимки региона, сделанные орбитальным аппаратом НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) после события, но не обнаружили никаких признаков ударного кратера или оползней. Наилучшее соответствие было найдено для сдвигового марсотрясения, при котором блоки земной коры движутся горизонтально относительно друг друга вдоль крутого разлома на глубине около 20–40 км под долиной.

«Убедительность результата заключается в том, что несколько совершенно разных типов доказательств указывают в одном направлении. Сейсмические волны говорят нам о боковом скольжении по разлому, расположенному глубоко под поверхностью, в то время как геологические данные, полученные с орбиты, показывают область, пересеченную долгоживущими системами разломов», - сказал Сонг.

Результаты также соответствуют ожиданиям ученых, если бы существовавшие ранее разломные структуры сместились из-за длительного охлаждения, вулканических напряжений и локальных эффектов, связанных с самим каньоном. Они также дополняют список регионов, где InSight обнаружил свидетельства активных разломов на современном Марсе. Сюда входят трещины Церберских ям и южная часть равнины Элизиум, что указывает на то, что напряжения в марсианской коре не следуют единой планетарной закономерности.

Наконец, результаты показывают, что спустя четыре года после завершения миссии из-за скопления пыли на солнечных панелях, InSight продолжает предоставлять ценную информацию о Красной планете. 

«Событие S0976a оказалось необычайным и сыграло важную роль в нашем понимании Красной планеты. Его волны прошли через ядро и помогли нам исследовать самые глубокие слои Марса, а теперь они рассказывают нам о том, что произошло в самом источнике. Из одного марсотрясения мы можем узнать как о центре планеты, так и об активном разломе под одним из самых примечательных её ландшафтов», - пояснил соавтор исследования Доён Ким из Имперского колледжа.