Из чего сделан Марс? Исследователи моделируют ядро ​​Марса, чтобы выяснить его состав и происхождение

Марс – один из наших ближайших земных соседей, но он все еще очень далеко – примерно от 55 до 400 миллионов километров в зависимости от того, где Земля и Марс находятся относительно Солнца. На момент написания статьи Марс находится на расстоянии около 200 миллионов километров, и в любом случае добраться до него чрезвычайно сложно, дорого и опасно.

По этим причинам иногда более разумно исследовать красную планету с помощью моделирования здесь, на Земле, чем отправлять дорогостоящий космический зонд или, возможно, однажды, людей.
Кейсуке Нисида, доцент кафедры Земли и планетологии Токийского университета на момент исследования, и его команда стремятся исследовать внутреннее устройство Марса.

Они изучают сейсмические данные и состав, которые говорят исследователям не только о нынешнем состоянии планеты, но и о ее прошлом, в том числе о ее происхождении.
«Исследование глубоких недр Земли, Марса и других планет – один из великих рубежей науки», – сказал Нисида. "Это увлекательно отчасти из-за огромных масштабов, связанных с этим, но также и из-за того, как мы безопасно исследуем их с поверхности Земли."

Долгое время предполагалось, что ядро ​​Марса, вероятно, состоит из сплава железа и серы. Но учитывая, насколько недосягаемо ядро ​​Земли для нас, прямые наблюдения за ядром Марса, вероятно, придется подождать.

Вот почему так важны сейсмические детали, поскольку сейсмические волны, подобные чрезвычайно мощным звуковым волнам, могут проходить через планету и открывать возможность заглянуть внутрь, хотя и с некоторыми оговорками.
«Зонд НАСА Insight уже находится на Марсе для сбора сейсмических данных», – сказал Нисида. "Однако даже в сейсмических данных отсутствовала важная часть информации, без которой данные не могли быть интерпретированы. Нам нужно было знать сейсмические свойства сплава железа и серы, который, как считается, составляет ядро ​​Марса."
Нисида и его команда теперь измерили скорость так называемых P-волн (один из двух типов сейсмических волн, другой – S-волны) в расплавленных сплавах железа и серы.

«Из-за технических проблем потребовалось более трех лет, прежде чем мы смогли собрать необходимые нам ультразвуковые данные, поэтому я очень рад, что теперь они у нас есть», – сказал Нисида. "Выборка чрезвычайно мала, что может удивить некоторых людей, учитывая огромные масштабы планеты, которую мы эффективно моделируем. Но эксперименты с высоким давлением на микромасштабах помогают исследовать структуры на макроуровне и истории эволюции планет в долгосрочном масштабе."
Расплавленный сплав железа и серы чуть выше его точки плавления 1500 градусов Цельсия и подвергающийся давлению 13 гигапаскалей, имеет скорость P-волны 4680 метров в секунду; это более чем в 13 раз быстрее, чем скорость звука в воздухе, которая составляет 343 метра в секунду.

Исследователи использовали устройство, называемое многопорывчатым прессом типа Кавай, чтобы сжать образец до такого давления. Они использовали рентгеновские лучи от двух синхротронных установок, KEK-PF и SPring-8, чтобы визуализировать образцы, чтобы затем вычислить значения P-волн.
«Используя наши результаты, исследователи, читающие марсианские сейсмические данные, теперь смогут определить, состоит ли ядро ​​в основном из сплава железа и серы», – сказал Нисида. "Если это не так, это расскажет нам кое-что о происхождении Марса. Например, если ядро ​​Марса включает кремний и кислород, это говорит о том, что, как и Земля, Марс пострадал от огромного столкновения, когда образовался.

Итак, из чего сделан Марс и как он образовался? Я думаю мы скоро узнаем."

OKA-MOS.RU