Учёные обнаружили в глубинах южного полушария Марса необычную тепловую асимметрию. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, недра этой части планеты могут быть примерно на 220–420 градусов Цельсия теплее, чем недра северного полушария. Причины такого различия пока не установлены, однако находка способна уточнить представления об эволюции Красной планеты и её прошлом, когда на поверхности могла существовать жидкая вода.
Север и юг Марса заметно различаются уже на поверхности. Южное полушарие покрыто большим числом древних кратеров и в среднем расположено на несколько километров выше. Север, напротив, отличается относительно ровными равнинами. Новая работа указывает, что эта контрастность может быть связана не только с особенностями коры, но и с процессами в мантии планеты.
Авторы работы проанализировали данные о гравитационном поле Марса и построили модель его внутреннего строения. Она выявила значительную разницу температур между полушариями: южная мантия, по оценкам исследователей, существенно теплее северной.
Как отметил ведущий автор исследования, планетолог Аризонского университета Александр Берн, внутреннее строение небесных тел обычно считают близким к сферически симметричному, однако это предположение не всегда соответствует реальности. Новые гравитационные данные позволяют всё точнее восстанавливать трёхмерную структуру планетных недр и учитывать её при подготовке будущих миссий.
Понимание внутреннего устройства Марса важно для реконструкции процессов, которые определили его формирование и дальнейшую геологическую историю. В частности, температурные различия могли влиять на вулканизм, движение вещества в мантии, эволюцию коры и распределение воды в далёком прошлом.
Исследователи пока не предлагают окончательного объяснения аномалии. Среди возможных причин — последствия гигантского столкновения, которое могло изменить отвод тепла из северного полушария, а также особенности конвекции в мантии в ранние эпохи существования Марса.
Ещё одна гипотеза связана с толстой корой южных возвышенностей. Она могла работать как теплоизоляционный слой и удерживать избыточное тепло в мантии на протяжении нескольких миллиардов лет. Авторы статьи также допускают, что наблюдаемая температурная разница отражает региональную конвекцию — перемещение нагретого вещества в мантии.
Соавтор исследования, постдокторант Калифорнийского технологического института Амирхоссейн Багери отметил, что аномалия могла сказаться и на гидрологической истории Марса. В том числе она способна быть связана с формированием бассейнов, в которых в прошлом удерживалась вода. Кроме того, повышенная температура южной мантии могла быть сопряжена с древним магнитным полем и процессами, характерными именно для этой части планеты.
Новая модель стала ещё одним свидетельством сложного и неоднородного устройства Марса, но не сняла ключевые вопросы. Планетолог Вашингтонского университета в Сент-Луисе Пол Бирн обратил внимание, что крупнейшая вулканическая область планеты расположена у границы северного и южного полушарий, а не непосредственно над наиболее горячей областью мантии.
Соавтор работы, планетолог Брауновского университета Ник Вагнер подчеркнул, что происхождение глобальной асимметрии Марса остаётся одной из фундаментальных проблем планетологии. Исследование не даёт исчерпывающего ответа, но добавляет важные данные для её решения.
