Различия между двумя полушариями Марса хорошо заметны даже на его поверхности. Южное полушарие планеты покрыто древними горами и многочисленными крупными кратерами, тогда как северное представляет собой преимущественно низменные равнины. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что эта граница существует не только на поверхности.

Вывод ученых основан на изучении гравитационного поля Марса, данные о котором на протяжении нескольких десятилетий собирались тремя космическими аппаратами: Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter. Ученые измерили мельчайшие изменения скорости аппаратов, вызванные неоднородностями гравитации, и по этим данным восстановили подповерхностную структуру планеты.

Солнце воздействует на Марс неравномерно. Из-за вытянутой орбиты и наклона оси вращения характер гравитационного воздействия немного меняется в течение года. Эти изменения позволяют определить, как распределено вещество внутри планеты. В отличие от упрощенных моделей, предполагающих почти сферически симметричные недра, такой подход – он называется приливной томографией – позволяет выявлять крупные различия между отдельными регионами.

Измерения показали, что южная часть мантии Марса существенно горячее северной. Разница температуры достигает 200-400 °C. Более того, часть вещества в мантии южного полушария может быть частично расплавлена. Это не означает, что там существует глобальный океан магмы. Речь идет о локальном повышении температуры и о степени плавления вещества в недрах планеты.

Обнаруженная аномалия помогает объяснить несколько известных особенностей Марса. В южном полушарии присутствуют сильные магнитные аномалии, сохранившиеся в железосодержащих минералах древней коры. Более горячие недра могли быть связаны с условиями, при которых в прошлом существовало магнитное поле, способное оставить такой след. Кроме того, миссия InSight показала, что сейсмические волны в породах южной части планеты затухают быстрее. Более высокая температура может объяснить и это наблюдение.

Температурная разница имеет значение и для древней истории развития водной среды на Марсе. Северное и южное полушария отличаются не только рельефом, но и историей формирования бассейнов, в которых в прошлом могла существовать вода. Тепловая неоднородность мантии могла влиять на процессы, формировавшие эти бассейны, а значит, и на эволюцию марсианской гидросферы.

Что именно создало эту огромную разницу температур, пока неизвестно. Геологи рассматривают несколько вариантов. Один из них предполагает, что древнее гигантское столкновение могло выбросить большое количество тепла из северной части планеты. Другая версия связывает аномалию с древними конвекционными процессами в южной мантии. Наконец, определенные геологические структуры на большой глубине могли работать как тепловая ловушка, препятствуя выходу энергии наружу.

• Вперёд >