Впервые в истории исследования планет радар MARSIS на борту Mars Express ЕКА предоставил прямую информацию о глубоких недрах Марса.
Первые данные включают захороненные ударные кратеры, зондирование слоистых отложений на северном полюсе и намеки на наличие глубоких подземных водяных льдов.
Недра Марса до сих пор были неисследованной территорией. Только проблески марсианских глубин можно было получить путем анализа ударных кратеров и стен долины, а также путем рисования поперечных сечений земной коры, сделанных на основе геологического картирования поверхности.
Благодаря измерениям, проведенным всего за несколько недель во время ночных наблюдений прошлым летом, MARSIS - усовершенствованный марсианский радар для подповерхностного и ионосферного зондирования - уже меняет наше восприятие Красной планеты, добавляя к нашим знаниям недостающее ' третье измерение: внутреннее пространство Марса.
Первые результаты показывают почти круглую структуру диаметром около 250 км, неглубоко погребенную под поверхностью северной низменности региона Равнина Хриса в средних широтах на Марсе. Ученые интерпретировали его как погребенный бассейн ударного происхождения, возможно, содержащий толстый слой материала, богатого водяным льдом.
Чтобы нарисовать эту первую захватывающую картину недр, команда MARSIS изучила эхо радиоволн, излучаемых радаром, которые прошли через поверхность, а затем отразились характерным образом, который рассказал «историю» о слои проникли.
Эти эхо-структуры образуют своеобразную совокупность, включающую параболические дуги и дополнительный плоский отражающий элемент, параллельный земле, протяженностью 160 км. Параболические дуги соответствуют кольцевым структурам, которые можно интерпретировать как края одного или нескольких погребенных ударных бассейнов. Другие эхо-сигналы показывают то, что может быть «осадочными блоками» краевых стенок или элементами «пикового кольца».
Плоское отражение согласуется с плоской границей раздела, которая отделяет дно котловины, расположенной на глубине около 1,5-2,5 км, от слоя вышележащего другого материала. В своем анализе этого отражения ученые не исключают интригующей возможности того, что материал с низкой плотностью, богатый водяным льдом, по крайней мере, частично заполняет бассейн.
«Обнаружение большого заглубленного ударного бассейна предполагает, что данные MARSIS можно использовать для выявления множества скрытых ударных кратеров в северных низменностях и в других местах на планете», - говорит Джеффри Плаут, со-главный исследователь MARSIS.. «Это может заставить нас пересмотреть нашу хронологию формирования и эволюции поверхности».
MARSIS также исследовал слоистые отложения, окружающие северный полюс Марса, в районе между 10° и 40° восточной долготы. Внутренние слои и подошва этих отложений слабо обнажены. Предыдущие интерпретации могли быть основаны только на изображениях, топографических измерениях и других поверхностных методах.
Два сильных и отчетливых эхо-сигнала, исходящих из этой области, соответствуют поверхностному отражению и подповерхностному интерфейсу между двумя разными материалами. Анализируя два эхосигнала, ученые смогли нарисовать вероятный сценарий почти чистого, холодного слоя водяного льда толщиной более 1 км, покрывающего более глубокий слой базальтового реголита. Этот вывод, по-видимому, исключает гипотезу о зоне плавления в основании северных расслоенных отложений.
На сегодняшний день команда MARSIS не обнаружила никаких убедительных доказательств существования жидкой воды в недрах, но поиски только начались. «MARSIS уже демонстрирует способность обнаруживать структуры и слои в недрах Марса, которые не обнаруживаются другими датчиками, ни в прошлом, ни в настоящем», - говорит Джованни Пикарди, главный исследователь MARSIS.
«MARSIS обещает рассмотреть и, возможно, решить ряд открытых вопросов, имеющих большое геологическое значение», - заключил он.
Примечания
Эти выводы опубликованы в журнале Science 30 ноября 2005 г. в статье, озаглавленной «Радиолокационные исследования недр Марса».
Авторы: Г. Пикарди, Д. Биккари, М. Картаччи, А. Чиккетти и Р. Сеу (Римский университет, «Ла Сапиенца», Италия); Дж. Дж. Плаут, А. Б. Иванов, В. Т. К. Джонсон, Р. Л. Джордан и А. Сафаейнили (НАСА/Лаборатория реактивного движения, Пасадена, США); О. Бомбачи, Д. Калабрезе и Э. Замполини (Alcatel Alenia Space, Италия); С. М. Клиффорд и Э. Хегги (Институт Луны и планет, Хьюстон, США); П. Эденхофер (Рурский университет Бохума, Германия), В. М. Фаррелл (NASA GSFC, Гринбелт, США); К. Федерико и А. Фриджери (Университет Перуджи, Италия); Д. А. Гернетт, Р. Л. Хафф и Д. Л. Киршнер (Университет Айовы, США); Т. Хагфорс и Э. Нильсен (Институт исследования солнечной системы им. Макса Планка, Линдау, Германия); А. Herique, W. Kofman (Лаборатория планетологии Гренобля, Франция); C. J. Leuschen (Университет Дж. Хопкинса, Лорел, США); Р. Орозеи и Г. Ваннарони (Национальный институт астрофизики, Рим, Италия); Э. Петтинелли (Римский университет 3, Италия); Р. Дж. Phillips (Вашингтонский университет, Сент-Луис, США), D. Plettemeier (Технический университет, Дрезден, Германия), E. R. Stofan (Proxemy Research, Laytonsville, USA); Т. Р. Уоттерс (Смитсоновский институт, Вашингтон, округ Колумбия, США).
Mars Express был запущен 2 июня 2003 года и находится на орбите Марса с декабря 2003 года. 19 сентября ЕКА приняло решение продлить миссию еще на один марсианский год (23 месяца) по состоянию на декабрь 2005 года.