Марс словно разделён на две разные планеты. Северное полушарие в основном занимают обширные низменные равнины, тогда как южное представляет собой возвышенную, сильно пересечённую местность, покрытую множеством древних кратеров. Почему две половины одной планеты настолько отличаются друг от друга, учёные пытаются понять уже несколько десятилетий.
Новое исследование, опубликованное 26 августа в журнале Nature, указывает на то, что причина этого контраста может находиться глубоко под поверхностью Марса — в его мантии.
Группа исследователей под руководством Александра Берна из Университета Аризоны проанализировала данные радиоотслеживания, собранные за 16 лет тремя орбитальными аппаратами NASA: Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter.
Марс движется вокруг Солнца по слегка вытянутой орбите, а его ось вращения наклонена. Из-за этого солнечная гравитация в течение марсианского года немного деформирует планету, вызывая едва заметные изменения её гравитационного поля. Характер этих изменений зависит от внутреннего строения Марса — прежде всего от свойств его мантии.
Именно здесь исследователи обнаружили существенную аномалию. Полученные данные примерно на 300% отличались от значений, которые ожидались бы в случае однородного внутреннего строения планеты.
По расчётам учёных, лучше всего результаты объясняет различие свойств мантии в северном и южном полушариях. Под южными высокогорьями она может быть более чем на 20% мягче, чем под северными равнинами.
Поскольку нагретые горные породы становятся менее жёсткими, исследователи предполагают, что мантия в южной части Марса и сегодня может быть на 200–400 °C горячее, чем на севере.
Откуда берётся эта разница температур, пока окончательно не ясно. Одним из возможных источников тепла могут быть медленные конвективные потоки внутри марсианской мантии. Другая гипотеза связана с более толстой корой южного полушария, которая могла удерживать внутреннее тепло планеты на протяжении миллиардов лет.
Если выводы подтвердятся, они помогут объяснить не только происхождение знаменитой «дихотомии» Марса — резкого различия между северным и южным полушариями, — но и то, как менялось внутреннее строение Красной планеты на протяжении её истории.