В полночь, магнитное поле красной планеты иногда начинает пульсировать, чего раньше никогда не наблюдалось. Причина этого явления в настоящее время неизвестна.
Это только одно из потрясающих результатов работы первого в истории робота-геофизика NASA – корабля InSight. С момента его приземления на Марс в ноябре 2018 года, этот аппарат собирал информацию, чтобы помочь ученым лучше понять внутреннее строение и эволюцию соседней планеты: например, измерить температуру её верхней коры, записать звуки инопланетных землетрясений, установить силу и направление движения магнитного поля.
Как было показано в ходе нескольких презентаций на недавнем совместном заседании Европейского конгресса по планетарной науке и Американского астрономического общества, первые данные свидетельствуют о том, что магнитные явления Марса на удивление безумны, передает National Geographic.
В дополнение к странным магнитным пульсациям, данные космического аппарата показывают, что марсианская кора обладает гораздо большей магнитной силой, чем ожидали ученые. Более того, InSight поднялся на очень своеобразный электропроводящий слой, толщиной около 2,5 миль, глубоко под поверхностью планеты. Есть предположения, что это может быть большой резервуар жидкой воды.
На Земле подземные воды – это скрытое море, связанное песком, почвой и камнями. Если что-то подобное будет найдено на Марсе, то «мы не должны удивляться», – говорит Джани Радебо, ученый-планетолог из Университета Бригама Янга, который не был вовлечен в эту работу. Но если эти результаты подтвердятся, жидкая область такого масштаба на современном Марсе имеет огромное значение для доказательства потенциала жизни в прошлом или настоящем.
До сих пор полученные аппаратом данные не прошли экспертную оценку, и детали о первоначальных результатах и интерпретациях, несомненно, со временем будут подправлены. Тем не менее, открытия InSight, вполне возможно, смогут революционизировать наше понимание Марса и других скалистых миров по всей галактике.
«Мы получаем представление о магнитной истории Марса так, как никогда раньше»
говорит Пол Бирн, планетарный геолог из Университета штата Северная Каролина, который не участвовал в проекте.
Земля имеет основное глобальное магнитное поле благодаря вращающемуся и кипящему, богатому железом и никелем, внешнему ядру. Основываясь на анализе состава минералов в земной коре, известно, что на протяжении геологических эпох ядро изменяло поведение, отражаясь, таким образом, на состоянии магнитного поля. История магнитного поля Марса аналогично архивируется в его коре, как ученые установили в 1997 году благодаря данным орбитального спутника Mars Global Surveyor.
Тот же «зоопарк» магнитных минералов, которые существуют на Земле, есть и на Марсе
говорит Роберт Лиллис, физик-планетолог из Калифорнийского университета в Беркли
Орбитальный аппарат обнаружил магнетизм красной планеты на высоте от 60 до 250 миль над поверхностью. При этом магнитное поле коры Марса в десять раз сильнее, чем у Земли (измеренное на одинаковой высоте). Это говорит о том, что когда-то на Марсе также было большое глобальное магнитное поле.
Однако, в отличие от Земли, Марсу не повезло. Около четырех миллиардов лет назад его судорожное внешнее ядро, похоже, замерло, вызвав коллапс его глобального магнитного поля. Оставленный со слабым магнитным щитом для самообороны, поток солнечного излучения постепенно истощил большую часть древней марсианской атмосферы, превратив потенциально жизнеобеспечивающий, богатый водой мир в холодную пустыню.
Чтобы понять, почему у этих двух планет были такие разные судьбы, требуются наилучшие возможные измерения магнитных призраков Марса, но с орбиты сила этого остаточного магнитного поля имеет низкое качество для анализа. Это как смотреть на толпу людей издалека: если многие носят красные рубашки, а некоторые носят синие, на расстоянии камера будет в основном регистрировать преобладание красного цвета. Но приблизив камеру к людям, эти важнейшие синие оттенки будут более отчетливо видны.
«То же самое относится и к магнитным измерениям»
говорит Дейв Брейн, исследователь физики атмосферы и космоса из Университета Колорадо.
Магнитометр InSight, первый размещенный на поверхности Марса, дал ученым оптимальный взгляд на магнитное поле его земной коры, и это вызвало у них шок: магнитное поле рядом с роботом было примерно в 20 раз сильнее, чем предсказывалось на основании прошлых орбитальных измерений.
Брейн, знакомый с данными InSight, говорит, что этот сильный, стабильный магнитный сигнал исходит от камней вблизи InSight, но в настоящее время неясно, как глубоко они находятся под землей. Эта идентификация имеет значение, говорит Бирн, потому что, если она исходит от более молодых пород вблизи поверхности, это будет означать, что сильное магнитное поле сохраняется вокруг Марса дольше, чем мы думаем в настоящее время.
Возможно, еще более загадочно, InSight также обнаружил, что магнитное поле коры вблизи его местоположения время от времени колебалось. Это колебание известно как магнитная пульсация, объясняет Мэтью Филлингим, физик из Калифорнийского университета в Беркли, член научной группы InSight.
Эти импульсы представляют собой колебания силы магнитного поля, и они не являются совершенно необычными. Многие из них происходят на Земле и Марсе, вызванные хаосом в верхних слоях атмосферы, действием солнечного ветра и перегибами в магнитных сферах планет. Например, ночные магнитные пульсации на Земле хорошо заметны в более высоких широтах и связаны с северным и южным сиянием.
Однако странно то, что марсианские колебания происходят в полночь по местному времени, будто их приводит в действие невидимый ночной таймер. И на этот счет ученые имеют одну гипотезу.
Хотя у Марса больше нет мощного глобального магнитного поля, он окружен слабой магнитной оболочкой, созданной в результате взаимодействия солнечного ветра с тонкой атмосферой. Эта оболочка, в свою очередь, сжимается и вытягивается под действием солнечного ветра, в результате чего часть магнитного поля приобретает форму хвоста. В полночь, InSight на Марсе образует с магнитным хвостом одну линию, перпендикулярную поверхности планеты. И в этот отрезок времени хвост может отрывать поверхностное магнитное поле, вызывая дрожание, подобное струне на гитаре. Если какой-либо космический корабль смог подняться над InSight в нужное время, он доказал бы это предположение. Однако на данный момент – это загадка без ответа.
Во время обсуждения магнетизма Марса ученые также упомянули, что особенности магнитных сигналов, по-видимому, регистрируют электропроводящий слой где-то под марсианской поверхностью. Хотя они пока не могут точно определить глубину.
В этом отношении, испытания в пустынях на Земле показали, как магнитометры могут определить, есть ли вода в земной коре. То же самое относится и к магнитометру InSight, и возможно, что слой, который он обнаружил, представляет собой водоносный горизонт с растворенными твердыми веществами или слой льда и воды, простирающийся вокруг всей планеты.
Неясно, как долго в прошлом на Марсе существовали водоемы с поверхностными водами в озерах, реках и даже океанах, но есть свидетельства того, что сегодня в его недрах содержатся соленые резервуары. По мере углубления, кора Марса также становится теплее. И учитывая убедительные доказательства широкой распространенности льда на красной планете, разумно думать, что существуют также подземные водоносные горизонты с жидкой водой.
Но суть кроется в деталях, и все остальные причины возникновения пойманного пульсирующего магнитного сигнала все еще необходимо изучить. У аппарата InSight есть бур, однако он может углубляться только до 16 футов от поверхности, поэтому ученым, возможно, придется найти другие способы проверки наличия большого количества подземных вод – возможно, через будущие миссии на Марс.
Брейн добавляет, что независимо от того, будет ли окончательно проверено или отвергнуто существование этого марсианского водоносного горизонта, бесценный характер измерений InSight уже ясен. Космический аппарат уже начал открывать всевозможные марсианские «чудеса».
