Предыдущая публикация
Сейсмические данные, полученные в результате землетрясений на Марсе,указывают на наличие жидкой воды
Могут ли на Марсе существовать подземные формы жизни? Новая интерпретация сейсмических данных о Марсе, предложенная учёными Икуо Катаямой из Университета Хиросимы и Юей Акамацу из Научно-исследовательского института морской геодинамики, предполагает наличие воды под поверхностью Марса. «Если на Марсе есть жидкая вода, — говорит Катаяма, — то возможно наличие микробной активности».Рис. 1. Посадочный модуль NASA InSight показан выше со всеми его различными устройствами, которые использовались для научных открытий. Сейсмометр SEIS (Seismic Experiment for the Interior Structure) показан в левом нижнем углу посадочного модуля. Фото: Икуо Катаяма
--------------------
Этот анализ основан на сейсмических данных SEIS (сейсмический эксперимент для изучения внутренней структуры), полученных с посадочного модуля InSight НАСА, который приземлился на Марсе в 2018 году (рис. 1). Этот роботизированный посадочный модуль уникален тем, что с помощью роботизированной руки он смог установить сейсмометр на поверхности Марса. Прибор SEIS, в состав которого входит сейсмометр, использует сейсмические волны, естественным образом возникающие на Марсе в результате марсотрясений или падения метеоритов, для сканирования недр планеты.
Когда на Марсе происходит марсотрясение или столкновение с метеоритом, SEIS может зарегистрировать энергию, излучаемую в виде P-волн, S-волн и поверхностных волн, чтобы создать изображение недр планеты (рис. 2). С помощью P-волн и S-волн учёные могут многое узнать о горных породах, из которых состоит Марс, в том числе о плотности пород или возможных изменениях их состава.
--------------------
Этот анализ основан на сейсмических данных SEIS (сейсмический эксперимент для изучения внутренней структуры), полученных с посадочного модуля InSight НАСА, который приземлился на Марсе в 2018 году (рис. 1). Этот роботизированный посадочный модуль уникален тем, что с помощью роботизированной руки он смог установить сейсмометр на поверхности Марса. Прибор SEIS, в состав которого входит сейсмометр, использует сейсмические волны, естественным образом возникающие на Марсе в результате марсотрясений или падения метеоритов, для сканирования недр планеты.
Когда на Марсе происходит марсотрясение или столкновение с метеоритом, SEIS может зарегистрировать энергию, излучаемую в виде P-волн, S-волн и поверхностных волн, чтобы создать изображение недр планеты (рис. 2). С помощью P-волн и S-волн учёные могут многое узнать о горных породах, из которых состоит Марс, в том числе о плотности пород или возможных изменениях их состава.
Рисунок 2. Схема, показывающая, как различные сейсмические волны распространяются по Марсу. Источник: Икуо Катаяма
-----------------
Например, S-волны не могут проходить через воду и движутся медленнее, чем P-волны. Поэтому наличие, отсутствие и время прихода S-волн могут указывать на то, как выглядит недра. Более того, P-волны могут быстрее проходить через материал с более высокой плотностью и медленнее — через менее плотный материал, поэтому их скорость может помочь определить плотность материала, через который проходит волна, а также наличие изменений плотности на её пути. Сейсмические данные, собранные с помощью SEIS, показывают границу на глубине 10 км и на глубине 20 км по результатам измерений отклонений в скорости сейсмических волн.
Ранее эта граница интерпретировалась как резкий переход в пористости (процентном содержании свободного пространства в породе) или химическом составе недр Марса. Однако Катаяма и Акамацу интерпретировали эти трещины как потенциальное свидетельство наличия воды в недрах Марса. Сейсмические данные указывают на границу между сухими трещинами и трещинами, заполненными водой, в недрах Марса (рис. 3). Чтобы проверить свою гипотезу, они измерили скорость распространения сейсмических волн в породах с такой же структурой и составом, как у типичных пород марсианской коры, во влажных, сухих и замёрзших условиях.
-----------------
Например, S-волны не могут проходить через воду и движутся медленнее, чем P-волны. Поэтому наличие, отсутствие и время прихода S-волн могут указывать на то, как выглядит недра. Более того, P-волны могут быстрее проходить через материал с более высокой плотностью и медленнее — через менее плотный материал, поэтому их скорость может помочь определить плотность материала, через который проходит волна, а также наличие изменений плотности на её пути. Сейсмические данные, собранные с помощью SEIS, показывают границу на глубине 10 км и на глубине 20 км по результатам измерений отклонений в скорости сейсмических волн.
Ранее эта граница интерпретировалась как резкий переход в пористости (процентном содержании свободного пространства в породе) или химическом составе недр Марса. Однако Катаяма и Акамацу интерпретировали эти трещины как потенциальное свидетельство наличия воды в недрах Марса. Сейсмические данные указывают на границу между сухими трещинами и трещинами, заполненными водой, в недрах Марса (рис. 3). Чтобы проверить свою гипотезу, они измерили скорость распространения сейсмических волн в породах с такой же структурой и составом, как у типичных пород марсианской коры, во влажных, сухих и замёрзших условиях.
Рисунок 3. Панель с изображениями, показывающими, как изменяются скорости S-волн и P-волн, соотношение скоростей P-волн и S-волн и пористость в недрах Марса. На схеме справа показано, что означают эти различия для каждого слоя горных пород. Источник: Икуо Катаяма
----------------
Типичная марсианская порода похожа на диабазовые породы из Ридахольма, Швеция, из-за их одинакового размера зерен плагиоклаза и ортопироксена. В лаборатории Катаяма и Акамацу измерили скорость P- и S-волн с помощью пьезоэлектрического преобразователя, который использует "электрическую энергию ... в качестве источника волн", который "отслеживает энергию сейсмических волн" на сухих, влажных и замороженных образцах диабаза. Эксперименты показали, что сейсмические скорости в сухих, влажных и замёрзших образцах значительно отличаются, что подтверждает предположение о том, что граница на глубине 10 км и 20 км может быть границей перехода от сухой породы к влажной.
Эти лабораторные эксперименты подтверждают гипотезу Катаямы и Юи о том, что граница, измеренная с помощью сейсмических данных, указывает на переход от сухой породы к влажной, а не на изменение пористости или химического состава. Таким образом, полученные результаты являются убедительным доказательством существования жидкой воды под поверхностью Марса. «Многие исследования указывают на наличие воды на древнем Марсе миллиарды лет назад, — объясняет Катаяма, — но наша модель указывает на наличие жидкой воды на современном Марсе».
Американское геологическое общество
#InSight
----------------
Типичная марсианская порода похожа на диабазовые породы из Ридахольма, Швеция, из-за их одинакового размера зерен плагиоклаза и ортопироксена. В лаборатории Катаяма и Акамацу измерили скорость P- и S-волн с помощью пьезоэлектрического преобразователя, который использует "электрическую энергию ... в качестве источника волн", который "отслеживает энергию сейсмических волн" на сухих, влажных и замороженных образцах диабаза. Эксперименты показали, что сейсмические скорости в сухих, влажных и замёрзших образцах значительно отличаются, что подтверждает предположение о том, что граница на глубине 10 км и 20 км может быть границей перехода от сухой породы к влажной.
Эти лабораторные эксперименты подтверждают гипотезу Катаямы и Юи о том, что граница, измеренная с помощью сейсмических данных, указывает на переход от сухой породы к влажной, а не на изменение пористости или химического состава. Таким образом, полученные результаты являются убедительным доказательством существования жидкой воды под поверхностью Марса. «Многие исследования указывают на наличие воды на древнем Марсе миллиарды лет назад, — объясняет Катаяма, — но наша модель указывает на наличие жидкой воды на современном Марсе».
Американское геологическое общество
#InSight
Следующая публикация
Комментарии 1