Группа планетологов под руководством Брауновского университета обнаружила значительную температурную асимметрию в мантии Марса: южное полушарие разогрето на 400–750°F сильнее северного. Результаты, опубликованные в журнале Nature, основаны на анализе 16 лет данных, собранных тремя орбитальными аппаратами NASA — Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter. Это первое применение метода приливной томографии к Марсу, ранее использовавшегося для изучения Земли и Луны.
Марсианская дихотомия — одно из самых интригующих различий в Солнечной системе: северное полушарие планеты представляет собой низменности, возможно, бывшее дно океана, а южное — возвышенности, в среднем на несколько километров выше. Ученые десятилетиями спорили, вызвана ли эта асимметрия древним ударом астероида или внутренними процессами, такими как конвекция в мантии. Новое исследование показывает, что температурные различия в недрах зеркально отражают поверхностную дихотомию, что указывает на внутреннее происхождение феномена.
Авторы работы использовали приливную томографию — метод, позволяющий измерять гравитационные колебания планеты, вызванные приливными силами Солнца. По этим микроколебаниям можно судить о плотности и температуре вещества в недрах. Анализ выявил четкую асимметрию температур между полушариями, которая, по словам соавтора исследования Ника Вагнера, оказалась «на удивление резкой и уверенной». Однако точная причина аномалии пока не установлена: это может быть современная конвекция в мантии или же эффект изоляции под высокогорьями, сохраняющий тепло на протяжении миллиардов лет.
Открытие имеет прямое отношение к вопросу обитаемости Марса. Четыре миллиарда лет назад на поверхности планеты существовали реки и озера, возможно, огромный океан. Для понимания, могла ли там зародиться жизнь, необходимо реконструировать полную эволюцию Марса, включая его внутреннюю динамику. Как отмечает Вагнер, геодинамика часто недооценивается: на Земле тектоника плит регулирует круговорот углерода, азота и кислорода, поддерживая обитаемость. Марс, по-видимому, никогда не имел тектоники плит, и вопрос о том, могла ли тепловая аномалия способствовать ее возникновению в прошлом, остается открытым.
Исследование не дает окончательного ответа на происхождение дихотомии, но добавляет важный аргумент в пользу внутренних процессов. Дальнейшие исследования с использованием приливной томографии могут стать мощным инструментом для изучения недр других планет без посадки на их поверхность. Это особенно актуально для будущих миссий, нацеленных на характеристику внутреннего строения планетных тел.
