Ученые получили первые результаты интерпретации сейсмических данных с марсианской станции InSight
17 августа 2020 г.
Ученые из американского Университета Райса проанализировали сейсмические данные, собранные исследовательской станцией InSight в период с февраля по август 2019 года. Результаты работы были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Автоматическая исследовательская станция InSight была запущена пятого мая 2018 года с базы Ванденберг, штат Калифорния. Вместе с основным аппаратом к Марсу запустили два спутника MarCO-A и MarCO-B. Как мы писали об этом ранее, аппарат успешно совершил посадку на Марсе в декабре 2018 года и вот уже более полутора лет он занимается исследованием его геологического строения. Станция (первая и единственная на данный момент) оснащена двумя основными научными инструментами: ударным зондом HP3, предназначенным для измерения тепловых потоков в марсианском грунте, и сейсмографом SEIS, а также системой датчиков погоды APSS. InSight уже смог получить ряд важных научных результатов – например, показал, что современный Марс является сейсмически активной планетой, а также определил, что кора планеты неоднородна по структуре.
Ученые использовали метод автокорреляции внешнего шума (акустических шумов окружающей среды), чтобы найти в необработанных данных сигналы, соответствующие положению границ между основными геосферами Марса. Техника автокорреляции – это вычисление корреляции сигнала X(t) с тем же сигналом с некоторым сдвигом по времени X(t+T). То есть отрезок на временной развёртке сигнала сопоставляется с таким же отрезком, но через время T. Перебирая разные значения T, можно получить «всплески» автокорреляционной функции при некоторых из них – это и будут времена прохождения волн, отражённых от различных границ между внутренними оболочками Марса. Интерпретация отражающих горизонтов опирается на соответствующие поверхности раздела во внутренней структуре Земли. По данным исследования, толщина марсианской коры составляет 35 км. Сложена она преимущественно андезитами и базальтами. При этом гранитный слой в ней отсутствует. По составу она отдалённо напоминает земную океаническую кору. Границу Мохоровича, разделяющую кору от мантии, ученые выявили по скачку упругих свойств пород (резкое увеличение скорости звука, для P-волн на Земле примерно с 7 до 8 км/сек), также предполагается изменение химического состава силикатов. На глубинах 1110–1170 км в мантии времена прохождения волны составляют 280 и 375 секунд, что соответствует «границе 410» на Земле. В этой зоне предположительно происходит структурная перестройка минерала оливина в вадслеит, по аналогии с Землей. Граница между мантией и ядром предположительно находится на глубине 1600 километров. Состав и строение марсианского ядра ещё не до конца изучены и ученые стараются не делать поспешных выводов.
Один из авторов статьи, аспирант отделения наук о Земле, экологии и планетах Университета Райса, Сижуанг Денг отмечает, что при наличии хотя бы одной дополнительной сейсмостанции на поверхности Марса качество измерений существенно увеличилось бы. Но на сегодняшний день InSight является всего лишь одним из первых шагов на пути к изучению Красной планеты. Задача по увеличению числа таких станций кажется учёным вполне осуществимой в ближайшее десятилетие.
Читать подробней: Autocorrelation Reflectivity of Mars
Источник: Geophysical Research Letters
Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»