Доставленные на Землю образцы Луны дают противоречивые данные о возрасте спутника. Большинство минералов указывает, что Луне 4,35 млрд лет. В то же время анализ кристаллов лунного циркона указывает на более древний возраст Луны — до 4,51 млрд лет. Международная группа учёных провела моделирование, которое объясняет это расхождение, а также помогает раскрыть другие загадки спутника.

Источник изображения: NASA

Согласно ведущей гипотезе, около 4,6 млрд лет назад молодая Земля столкнулась с планетой размерами с Марс. В результате столкновения значительный объём массы нашей планеты был выброшен в космос, из которого впоследствии сформировался естественный спутник. Изначально Луна представляла собой глобальный океан магмы, который, однако, относительно быстро застыл. Это позволило циркону в недрах остывшей Луны сохраняться, постепенно переживая распад урана до свинца.

Радиоизотопный анализ циркона, доставленного с Луны, показал, что возраст образцов из двух разных проб составляет 4,46 и 4,51 млрд лет. Однако анализ минералов и магматических пород из тех же проб давал возраст 4,35 млрд лет. Учёные в своей новой работе объяснили это расхождение: оно могло возникнуть, если поверхность Луны — её кора — расплавилась повторно спустя некоторое время после застывания. Такое вторичное плавление могло быть вызвано приливным воздействием Земли, которое разогрело недра Луны до температуры плавления. Моделирование показывает, что это возможно при определённой и сильно вытянутой орбите спутника. Подобные процессы, кстати, сегодня происходят в недрах спутника Юпитера — Ио.

Эволюция недр Луны. Источник изображения: Francis Nimmo et al. / Nature, 2024

Вторичное расплавление поверхности Луны также могло скрыть следы множества ударных кратеров. Учёные продолжают удивляться относительно малому количеству кратеров на Луне, и это явление может объясняться тем, что они попросту затянулись. Новая оценка возраста спутника, основанная на представленной модели, накладывает ограничения на время его образования, помещая его в промежуток между 4,43 и 4,53 млрд лет назад. Луна оказывается старше, чем выглядит.

Перевод сверхвысоких и высоких частот в слышимые ухом человека звуки — это не просто развлечение или новый вид искусства. Для учёных это возможность по-новому изучить массив тех или иных данных, что может привести, если не к новым открытиям, то к лучшему пониманию процессов. Поэтому мы можем натурально услышать пение звёзд, чёрных дыр и ветра из плазмы. Теперь мы также можем услышать пение магнитного поля Земли во время странного события 41 тыс. лет назад.

Источник изображения: European Space Agency

Тогда, в самом начале верхнего палеолита, магнитное поле Земли «внезапно» — в течение нескольких сотен лет — совершило обратимую смену полюсов. Происшествие получило в науке название «событие Лашамп». В самый критический момент перехода магнитное поле ослабело примерно до 6 % или даже сильнее, что позволило космическим лучам без помех достигать поверхности планеты и её недр, оставляя свой след в виде ряда изотопов. Собственно, по соотношению этих изотопов учёные теперь реконструируют кратковременный переворот магнитного поля Земли.

Исследователи из Технического университета Дании (Technical University of Denmark) и Немецкого исследовательского центра геонаук (German Research Center for Geosciences) преобразовали динамику и интенсивность смены полюсов в звук, представив его в виде скрежета валунов и скрипа дерева. Они утверждают, что это даёт лучше понять, как происходил этот процесс. Для этого учёные использовали данные наблюдений за полем Земли европейской миссии Swarm и другие, например, геологические.

Звук магнитного поля Земли — это первый случай озвучивания магнитного поля планеты, полученного с использованием данных миссии Swarm. Впервые эту «симфонию» учёные воспроизвели на городской площади в Копенгагене через систему из 32 динамиков. При этом каждый динамик воспроизводил изменения магнитного поля в разных точках мира за последние 100 000 лет.

Марсианская автоматическая станция NASA InSight предоставила множество данных о внутреннем строении Красной планеты и её геологической и сейсмической активности. И хотя станция не работает с 2022 года, учёные продолжают разбирать полученные ею данные и делать открытия. В частности, новое исследование позволяет сделать вывод о чрезвычайно высокой насыщенности жидкой водой средней коры Марса в районе приземления станции. Её там — на океаны.

Источник изображения: James Tuttle Keane/Aaron Rodriguez/Courtesy Scripps Institute of Oceanography

Пока и довольно долго мы не сможем бурить глубокие скважины на Марсе (мы и на Земле можем бурить относительно неглубоко). Поэтому добраться до потенциальных залежей воды на Марсе будет непросто и произойдёт это не завтра. Оценочная глубина нахождения водоносных слоёв на Красной планете составляет 11–20 км. Впрочем, пока это только вероятность и данные моделирования. Проводившие исследование учёные подставили данные InSight в физическую модель земной коры.

Наличие водоносных слоёв в средней коре Марса даст больше материала для выводов о древнем климате Марса и понимания, куда эта вода делась после того, как Марс около 3 млрд лет назад потерял свою атмосферу. Предполагалось, что вода в основном после этого испарилась, но если моделирование верно отражает ситуацию — она просто просочилась глубоко в недра планеты. Если срединная кора Марса в этом плане одинакова по всей планете, то вода из этих запасов могла бы покрыть планету слоем глубиной до 1,6 км.

Впрочем, просто скважинами дело может не закончиться, если когда-то в будущем будет поставлена задача добывать воду из недр планеты. То же моделирование поясняет, что вода находится не в линзах или огромных подземных резервуарах, а в достаточно небольших порах и трещинах в мантии. Сейсмические волны от марсотрясений, уловленные станцией InSight, склонны представлять пористую структуру коры с определённым чередованием плотности, а не гигантские каверны.

Более того, вода с большой вероятностью будет в виде грязи или минеральных растворов. Но в этом тоже есть свой плюс. В таких растворах легко может зародиться и существовать микробная жизнь. Есть теория, что жизнь на Земле зародилась в её недрах и только затем вышла на поверхность. Открытие водоносных слоёв в средней коре Марса стало или станет в этом плане абсолютно беспроигрышным — это одновременно геологическая, климатологическая и астробиологическая удача, не говоря уже о потенциально высоких её запасах для колонистов или будущего развития Красной планеты.

Люди смотрят на миллиарды световых лет вглубь Вселенной и почти не понимают процессов в каких-то 5000 км под своими ногами. Там находится сверхплотное железо-никелевое ядро нашей планеты размером на 1/3 меньше Луны. Это ядро как гироскоп влияет на стабильность и период вращения Земли, что определяет буквально всё на этой планете. Теперь учёные получили неопровержимые доказательства, что ядро замедляет своё вращение.

Источник изображений: USC

Сразу всех успокоим, катастрофы не произойдёт, но понять происходящее важно. День и ночь могут изменить продолжительность на 1/1000 секунды. В масштабах человеческой цивилизации это не будет ощущаться. Разве что придётся учитывать изменения в тонких физических экспериментах, когда они могут повлиять на результат, например, на квантовом уровне. Такие выводы сделали учёные из Университета Южной Калифорнии (USC), статья которых на днях опубликована в журнале Nature.

«Когда я впервые увидел сейсмограммы, которые намекали на это изменение, я был озадачен, — поделился впечатлениями учёный Джон Видейл (John E. Vidale) из USC. — Но когда мы обнаружили еще два десятка наблюдений, свидетельствующих о той же закономерности, результат был неизбежен. Внутреннее ядро замедлилось впервые за многие десятилетия. Другие учёные недавно приводили аргументы в пользу похожих и отличающихся моделей, но наше последнее исследование даёт наиболее убедительное доказательство».

Внутреннее ядро Земли представляет собой сверхгорячий, сверхплотный шар из железа и никеля, который, как считается, составляет около двух третей размера Луны. Расположенный более чем в 4800 км под нашими ногами объект крайне сложно изучать, хотя полученные в этом процессе данные могли бы много рассказать об истории нашей планеты.

В этом исследовании учёные проанализировали показания 121 повторяющегося землетрясения (происходящих в одном месте и примерно с одинаковой магнитудой), зарегистрированных в период с 1991 по 2023 год вокруг Южных Сандвичевых островов в Южной Атлантике. Также в исследование включены данные нескольких ядерных испытаний. После объединения всех данных стало ясно, что ядро Земли начало отклоняться от своего положения примерно в 2010 году. Это увеличило воздействие на внутреннее ядро гравитационных и магнитных сил, что привело к его замедлению.

«Танец внутреннего ядра может быть даже более живым, чем мы думали до сих пор», — признаются авторы работы. По крайней мере, за этим необходимо продолжить следить. В то же время другие учёные придерживаются иных мнений. Российские исследователи говорят об аномальном ускорении вращения Земли, китайские учёные объявили о почти полной остановке вращения ядра, а третьи вообще обвиняют в замедлении вращения планеты глобальное потепление.

Кому-то это покажется странным, но на Землю достаточно часто прилетают метеориты с Марса. Они оказываются выброшенными с Красной планеты в космос либо во время извержения вулканов, либо после удара особенно крупного астероида. Для земной науки это пока единственная возможность изучить состав Марса без путешествия на другую планету. Более того, изучение марсианских метеоритов позволяет разглядеть в них образ Земли в древние эпохи.

Источник изображения: Scripps Institution of Oceanography/UC San Diego

«Марсианские метеориты — единственные физические материалы, которые у нас есть с Марса, — пояснил геолог Джеймс Дэй (James Day) из Института океанографии им. Скриппса. — Они позволяют нам проводить точные измерения, а затем количественно оценивать процессы, происходившие внутри Марса и вблизи марсианской поверхности. Они предоставляют прямую информацию о составе Марса, которая может послужить основой для научной миссии на месте, такой как продолжающаяся там работа марсохода Perseverance».

Дэй с коллегами заново изучил два марсианских метеорита — один, упавший в 1815 году в Шассиньи (Франция), а другой — обнаруженный в 1905 году в Нахле (Египет). Эти образцы отличаются по составу, за что каждый из них отнесли к типу, названному в честь места нахождения. Метеориты типа шассиньи почти полностью состоят из оливина, а нахлиты — базальтовые с включением авгита и оливина. На Земле базальты более распространены в земной коре, а оливин — в мантии. Марс в этом плане ничем не отличается от нашей планеты.

После тщательного изучения и сравнения двух видов горных пород и их уникальных химических характеристик, исследователи смогли определить, что они образовались в одном и том же вулкане на Марсе около 1,3 млрд лет назад. Их различие связано с процессом, называемым фракционной кристаллизацией, когда различные условия заставляют жидкую магму затвердевать до различных состояний.

Нахлиты оказались частью марсианской коры, а шассиньиты были глубже, представляя собой часть мантии. Более того, некоторые из нахлитов находились достаточно близко к коре планеты, чтобы взаимодействовать с атмосферой Марса и изменяться под её воздействием.

«Определив, что нахлиты и шассиньиты происходят из одной вулканической системы и что они взаимодействовали с марсианской корой, подвергаясь воздействию атмосферы, мы можем идентифицировать новый тип горных пород на Марсе, — пояснили учёные. — Благодаря существующей коллекции марсианских метеоритов, все из которых вулканического происхождения, мы можем лучше понять внутреннюю структуру Марса».

Но и это не всё. На Земле породы перемешивались в процессе движения тектонических плит. На Марсе этого не было, поэтому подземные породные резервуары там остались в неизменном виде с древнейших времён, такими, например, какими они были на доисторической Земле. Образцы этих пород, буквально доставленные к нашему порогу, дают возможность взглянуть, в том числе, на геологию прошлого Земли.

Марсоход NASA пробыл на Марсе уже 1000 местных дней (солов) и совершил множество геологических открытий в процессе путешествия по дну древнего озера и частично по следам дельты впадавшей в него реки. Взятые по маршруту разведки образцы ещё предстоит изучить на Земле после 2033 года, если всё сложится удачно, но даже теперь по проделанной работе можно в деталях восстановить геологическую историю этого места.

Часть свежей панорамы на Марсе, склеенной из 993 отдельных снимков (нажмите, чтобы раскрыть). Источник изображения: NASA

Марсоход Perseverance прибыл на Красную планету 18 февраля 2021 года. Компанию ему составил 1,8-кг вертолёт Ingenuity. Перед вертолётом не ставилась задача участвовать в разведке, но его выносливость оказалась настолько большой, что маленькой винтокрылой машине, так или иначе, пришлось помогать марсоходу в изучении местности.

Кратер Езеро, куда совершил посадку марсоход, образовался от удара астероида по Марсу 4 млрд лет назад. Спустя миллионы лет после этого в него устремились потоки воды, которая тогда ещё была на планете. В конечном итоге на месте кратера образовалось озеро до 35 км в поперечнике. Разведка со спутников показала, что в области кратера достаточно осадочных пород, в которых могут быть похоронены следы прошлой биологической жизни на Марсе.

Более детальное изучение минерального состава поверхности почвы в кратере позволило выбрать наиболее перспективные места для взятия проб грунта, которые когда-нибудь могут оказаться на Земле в распоряжении учёных и под прицелом самого совершенного лабораторного оборудования. Места для забора проб выбирались после изучения местности с помощью так называемого планетарного прибора для рентгеновской литохимии, или PIXL.

Оборудование марсохода делало зачистку места забора образца, а прибор PIXL анализировал его минеральный состав. Если он был интересен учёным, то другое оборудование брало керн поверхности и прятало в две титановые пробирки: одну для хранения в ровере (она будет доставлена к ракете для возврата на Землю), а другую для хранения на грунте (её подберёт вертолёт группы по возвращению образцов, если ровер к тому времени сломается).

Так шаг за шагом марсоход прошёл маршрут и собрал чуть больше двух десятков образцов. Из наиболее перспективных для поиска признаков биологической жизни можно считать пробы с фосфатами (на Земле фосфор — это обязательный и обильный спутник жизни), а другие с кремнезёмом. На нашей планете в кремнезёме обычно находят древнейшие ископаемые, поскольку он служит своеобразным консервантом. Нечто подобное ожидается на Марсе.

«Мы выбрали кратер Езеро в качестве места посадки, потому что орбитальные снимки показали дельту — явное свидетельство того, что когда-то кратер заполняло большое озеро. Озеро — это потенциально пригодная для жизни среда, а скалы дельты — отличная среда для сохранения признаков древней жизни в виде окаменелостей в геологической летописи, — сказал научный сотрудник проекта Perseverance Кен Фарли из Калифорнийского технологического института. — После тщательного исследования мы собрали воедино геологическую историю кратера, составив карту его озёрной и речной частей от начала до конца». Выше представлено видео реконструкции заполнения кратера водой в древности, которая сделана по данным разведки марсохода.

Распространённая гипотеза утверждает, что на заре формирования Солнечной системы в Землю врезалась планета Тейя размером с Марс. Удар привёл к образованию Луны из остатков Тейи, а следы остальных обломков так и не были обнаружены. Новое моделирование показало, что остатки древней планеты погрузились в мантию нашей планеты и всё ещё плавают в ней огромными кусками.

Источник изображения: California Institute of Technology

В недавнем прошлом учёные уже проводили расчёты, которые могли бы подсказать происхождение двух гигантских аномалий на стыке ядра Земли и нижних слоёв её мантии. Ещё в 80-х годах прошлого столетия геофизики с удивлением выяснили, что в глубинах нашей планеты находятся два гигантских континента протяжённостью несколько тысяч километров каждый. На это указали сейсмические волны, которые в этих загадочных областях перемещались иначе, чем в окружающей мантии. Эти «объекты» назвали крупными областями с низкой скоростью сдвига (LLSVP, Large low-shear-velocity provinces) и стали разрабатывать гипотезы об их образовании.

Параллельно шло изучение Луны, благо к тому времени «Аполлоны» доставили на Землю образцы с её поверхности. Выяснилось, что Луна и земные мантийные породы имеют одинаковое происхождение и состав, что заставило задуматься об ударном появлении Луны. Расчёты показали, что Луна могла образоваться около 4,5 млрд лет назад при падении на Землю планеты размером с Марс. Поиски других остатков этой гипотетической планеты, которой дали имя Тейя, не увенчались успехом. Их не было в околоземном пространстве и в главном поясе астероидов.

Учёные предположили, что остатки Тейи погрузились в недра тогда ещё расплавленной Земли. Новое и более подробное моделирование, проведённое под руководством учёных из Калтеха, показало, что области LLSVP с большой вероятностью — это действительно остатки Тейи. Они сохранили свою монолитную структуру благодаря тому, что нижний мантийный слой Земли не был достаточно горячим, чтобы произошло смешивание, и остатки успели кристаллизоваться. Благодаря этому мы сегодня можем увидеть их в процессе сейсмических исследований.

Появление в недрах Земли таких гигантских инородных вкраплений очевидным образом повлияло на все последующие геологические процессы на нашей планете. Учёным ещё предстоит оценить это влияние на раннюю эволюцию Земли.

Новая интерпретация данных марсианского зонда NASA InSight позволила сделать вывод, что земная наука ошибалась относительно внутреннего строения Красной планеты. В журнале Nature одновременно вышли две статьи европейских учёных, которые доказали существование океана расплавленных силикатов вокруг марсианского ядра.

Внутреннее строение Марса по представлению художника. Источник изображения: Thibaut Roger, NCCR Planet S/ETH Zürich

После Земли Марс стал вторым небесным телом Солнечной системы, строение недр которого мы можем изучать более-менее прямыми наблюдениями. До бурения скважин на Марсе мы пока не дошли, но сбор данных о марсотрясениях и последствиях падения метеоритов дают достаточно представлений о его геологической структуре.

Зонд InSight начал собирать данные о сейсмической активности Марса с декабря 2018 года. За первый год с момента прибытия на планету зонд зафиксировал 170 марсотрясений. На основе этой информации учёные рассчитали размеры ядра, мантии и коры Марса. Оказалось, что планета обладает огромным по отношению к её размерам ядром, радиус которого был установлен как 1830 км (радиус Марса равен 3390 км). Земное ядро намного меньше в этом плане, что делает Марс интересным объектом для изучения.

Источник изображения: Khan / Nature

Теперь учёные из Франции и Швейцарии более детально и с большим охватом изучили данные InSight и обе группы независимо пришли к выводу, что вокруг ядра Марса плещется 150-километровый океан расплавленных силикатов. Если интерпретация данных верна, а на это указывают множество факторов, то радиус ядра Марса несколько меньше, а именно 1650–1675 км.

Источник изображения: Vvan der Lee / Nature

Более того, наличие расплавленной прослойки между ядром Марса и его мантией означает иное геологическое развитие планеты, чем, например, Земли. В частности, это замедлило процесс остывания ядра, что в своё время не позволило появиться на Марсе магнитному полю и, следовательно, не могло дать шансов развиться биологической жизни на его поверхности, а это может в корне изменить подходы для поиска жизни на этой планете. Она не могла там погибнуть после потери планетой магнитного поля в древности, если поля там не было с самого её начала.

Когда миллиарды лет назад Земля собралась в одно небесное тело, в её ядре оказались заперты, помимо всего прочего, инертные газы — гелий, неон и другие. Прямо об этом мы не можем узнать — земная наука не может добраться до ядра Земли и не надеется на это в обозримом будущем. Однако по ряду косвенных признаков становится понятно, что газы из ядра Земли понемногу стравливаются в атмосферу и улетают в космос.

Источник изображения: Pixabay

Ранее в образцах древних лавовых потоков учёные обнаруживали повышенную концентрацию изотопа гелия-3 (³He). Никто не придавал этому значения, пока группа геохимиков из Канады и США не начала специально искать ³He в образцах лавы сравнительно молодого возраста около 62 млн лет. Образцы брались в базальтовой лаве с канадского острова Баффин. В этом месте соотношение ³He в породе оказалось почти в 70 раз выше, чем в воздухе. Это означает, что изотоп гелия не мог попасть в породу из воздуха, а попал в неё из другого и, очевидно, подземного источника.

Источник изображения: Nature

Мантия как источник гелия также была исключена, поскольку гелий за миллиарды лет вулканической активности нашей планеты также в основном покинул бы её. Поэтому учёные пришли к выводу, что с большой вероятностью гелий просачивается из ядра Земли, проникает в магму и по её каналам выносится на поверхность и дальше в атмосферу и в космос. Изучение следов инертных газов из невообразимых глубин Земли может стать ещё одним инструментом, который приблизит нас к пониманию, как и из какого вещества сформировалась наша планета.

Марсоход Perseverance обнаружил на Красной планете камень, напоминающий своим внешним видом авокадо. Эта находка пополнила коллекцию изображений необычных камней, с которыми марсоход сталкивался во время своего путешествия по кратеру Езеро. Снимок был получен системой камер Mastcam-Z, установленной на «голове» Perseverance, на 907-й марсианский день (сол) миссии.

Источник изображений: NASA / JPL-Caltech / ASU

С момента посадки на Марс 18 февраля 2021 года, марсоход Perseverance продолжает активно исследовать поверхность Красной планеты в поисках следов древней жизни. В ходе своего путешествия по кратеру Езеро, аппарат сталкивается с различными интересными формами марсианских пород.

8 сентября марсоход сфотографировал пару камней, напоминающих по форме зрелое авокадо, разрезанное пополам. Одна из половинок лежит вверх дном на переднем плане снимка, а вторая демонстрирует явно выраженную «косточку» в центре. Поверхность камня обладает характерной для кожуры авокадо бугристой текстурой.

В ходе исследования 45-километрового кратера Езеро, который миллиарды лет назад был местом, где находились большое озеро и река, марсоход собирает образцы пород для их дальнейшей доставки на Землю. В этой миссии ему помогает марсианский вертолёт Ingenuity, выполняющий роль разведчика.

Два камня, похожих на плавник акулы и клешню краба, найденные марсоходом Perseverance 18 августа

Необычные формы камней, обнаруженные ранее — акулий плавник, клешня краба и пончик — также являются примерами парейдолии, феномена, когда человеческий мозг распознаёт знакомые образы в случайных визуальных данных.

Камень, похожий на пончик, найденный марсоходом Perseverance 23 июня

Новая находка демонстрирует богатство и разнообразие марсианской геологии, а также способствует росту интереса к марсианской миссии, мотивируя ещё большее количество людей следить за её успехами.

В NASA сообщили, что для разработки научной программы экспедиции «Артемида 3» (Artemis 3) подобрана специальная группа геологов, уже частично знакомая с лунными образцами по предыдущим миссиям. Возвращение людей на Луну ожидается в новом месте — на южном полюсе естественного спутника. Для получения наибольшей отдачи от посещения Луны специалисты выработают рекомендации астронавтам по проведению геологических изысканий на месте.

Источник изображения: NASA

Специальная геологическая научная группа будет действовать в рамках более широкой научной группы NASA, которая отвечает за всю исследовательскую программу «Артемиды».

«Наука — одна из основ проекта Artemis, — сказала д-р Ники Фокс (Nicky Fox), заместитель администратора NASA по науке. — Эта команда будет отвечать за планирование геологических работ в рамках первого за последние 50 лет возвращения человечества на поверхность Луны, обеспечивая максимальную научную отдачу от "Артемиды" и углубляя наше понимание ближайшего небесного соседа».

Геологическая группа миссии Artemis III, возглавляемая главным исследователем доктором Бреттом Деневи (Brett Denevi) из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле (штат Мэриленд), совместно с NASA определит геологические научные цели миссии и разработает геологическую полевую кампанию, которую астронавты миссии проведут на Луне в ходе своей миссии.

В задачи геологической группы входит планирование научной деятельности астронавтов Artemis III во время лунных прогулок, включающих полевые геологические исследования, наблюдения, сбор лунных образцов, снимков и научных измерений. Команда также будет поддерживать документирование и первичную оценку научных данных в режиме реального времени во время лунных операций. Затем члены группы проведут оценку данных, полученных в ходе миссии, включая предварительное изучение и каталогизацию первых лунных образцов, собранных NASA с 1972 года.

Иными словами, отобранные специалисты первыми получат в руки образцы, ещё не попадавшие на Землю. Это не единственная награда за усилия. Бюджет группы составит $5,1 млн и будет распределен среди участников. Все отобранные для работы специалисты выбраны методом двойного анонимного голосования. Можно ожидать, что они лучшие в своём деле.

Поверхность, Марса, в отличие от земной, мало меняется год от года — именно поэтому отправленный NASA на Красную планету марсоход Perseverance изучает кратер и дельту высохшей реки, сформировавшиеся миллиарды лет назад. Здесь, внутри кратера Езеро, имеется и меньший кратер — Белва, который и сфотографировал недавно американский ровер.

Источник изображения: NASA

Марсоход работает на планете более двух лет в кратере Езеро — NASA интересовалось регионом, поскольку в далёком прошлом кратер был ложем озера, а река, питавшая его, имела отчётливо выраженную дельту. Сейчас Perseverance движется рядом с кратером Белва, расположенным внутри Езеро.

Ровер находится рядом с краем кратера, и в конце апреля он сделал 152 снимка Белва. Со своего местоположения Perseverance может «видеть» кратер, сформировавшийся после столкновения с планетой небольшого небесного тела. Так, если диаметр Езеро составляет около 45 км, Белва имеет диаметр всего 0,9 км. Конечно, учёным интереснее не его размеры, а структура, поскольку в результате древнего столкновения обнажились геологические слои.

В NASA сравнивают кратер Белва с участками на Земле, где грунт вынимается для прокладки дорог. В таких местах отчётливо видны различные геологические слои, которые при других обстоятельствах остались бы невидимыми. В NASA считают, что древнее столкновение позволит подробнее изучить геологическую историю Красной планеты.

Источник изображения: NASA

На основании «мозаики», сформированной многочисленными фото, команда учёных Perseverance обнаружила несколько участков скальных обнажений с осадочными слоями. Подобные структуры могут быть остатками песчаных наносов, сформированных рекой миллиарды лет назад и ставших доступными для наблюдений благодаря падению в прошлом небесного тела. На переднем плане видны довольно крупные булыжники, которые, возможно, изначально были основой речного ложа или их принесла довольно бурная река.

Perseverance собирает всевозможные данные о геологии Езеро, но основной акцент в исследованиях, конечно, делается на астробиологии. NASA оснастила ровер инструментарием для поиска следов жизни, и если ровер не сможет найти их на месте, возможно, их обнаружат на земле, когда собранные образцы доставят на Землю в рамках программы Mars Sample Return.

В данных марсианского аппарата NASA InSight учёные обнаружили два сейсмических события, которые позволили уточнить размеры и плотность ядра Марса. У нас нет возможности целенаправленно проводить сейсмические изыскания на Марсе для изучения его геологии, но случайные марсотрясения и даже падения метеоритов создают сейсмические волны, которые раскрывают секреты строения Красной планеты.

Зонд InSight принимает сейсмические волны с другой стороны планеты. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/University of Maryland

Ранее зонд InSight получил данные, которые позволили уточнить размеры и плотность марсианского ядра. Выяснилось, что земная наука имела заметно искажённые представления о строении Марса. Серия измерений показала, что ядро Марса имеет радиус 1830–1840 км. При этом выявленная плотность ядра плохо сочеталась с данными о его размерах, что предполагало повышенное содержание лёгких элементов. Для получения наиболее точных измерений требовались сейсмические волны, которые бы прошли через ядро Марса и затем попали бы на датчики InSight.

Группа учёных во главе с Джессикой Ирвинг (Jessica C. E. Irving) из Бристольского университета обнаружили в данных марсианской станции NASA два уникальных сейсмических события, которые произошли на обратной стороне планеты. Это марсотрясения S0976a и S1000a с магнитудами 4,2 и 4,1, зафиксированные приборами InSight в 2021 году. Утверждается, что это первые две регистрации сейсмических волн, которые прошли через ядро Красной планеты.

В статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences учёные рассказали, что оба события помогли раскрыть секреты строения марсианского ядра: оно оказалось меньше — 1780–1810 км и несколько плотнее — 6,2–6,3 г/см³ (предыдущие данные давали 6 г/см³). Кроме того, стало возможным определить верхнюю границу радиуса внутреннего ядра Марса (если оно есть) — не более 750 км. Моделирование для найденных параметров ядра показало, что ядро содержит 20,3–21,4 % лёгких элементов (по массе) — это сера, кислород, углерод и водород с процентным содержанием серы на уровне 15,4–16,5 % от массы ядра.

Зонд InSight в представлении художника. Источник изображения: NASA

К сожалению, станция InSight больше не соберёт никаких данных. Связь с аппаратом была потеряна в конце 2022 года, что означает, по всей видимости, потерю станции. Но багаж собранных данных в период наблюдения с 2018 по конец 2022 такой, что он ещё не раз станет источником интересных открытий.

Группа китайских учёных из лаборатории SinoProbe Lab Пекинского университета в Школе наук о Земле и космосе сообщила об «удивительных наблюдениях», согласно которым ядро Земли прекратило своё вращение и может обернуть его вспять. Если это подтвердится, многие необъяснимые феномены в поведении планеты, от изменения продолжительности суток до колебаний климата и уровня океана могут получить простые объяснения.

Источник изображения: Argonne National Laboratory/flickr

Впервые более-менее убедительные данные о переменной скорости вращения внутреннего ядра Земли были получены в 90-х годах прошлого века. Не все учёные с ними согласны, но эта теория имеет множество сторонников. В частности, при изучении распространения сейсмических волн через регион ядра были обнаружены изменяющиеся со временем временные сдвиги в принимаемых данных. К этому могли привести как аномалии на границе раздела внутреннего и внешнего ядра, так и феномен вращения внутреннего «железного» ядра во внешнем «жидком» ядре.

Исследователи склоняются к тому, что внутреннее ядро из сплава железа и никеля вращается под комплексным воздействием магнитных и гравитационных сил. Этому способствуют неоднородность внутреннего ядра и мантийного слоя. Иначе говоря, есть точки приложения сил как со стороны гравитации, так и магнитного поля. И если эти две силы не уравновешивают друг друга, ядро Земли будет или ускоряться, или замедляться.

Для поиска новых доказательств этой теории учёные проанализировали сейсмические данные с 60-х годов прошлого века и ещё сильнее утвердились в теории переменного вращения внутреннего ядра Земли.

Согласно новым данным, период вращения внутреннего ядра составляет от 60 до 70 лет. Скорость вращения ядра Земли сегодня такая же, как и в 70-х годах прошлого века. Более того, сейчас ядро Земли практически остановилось и может начать вращаться в обратную сторону. Минимум вращения был определён по данным из 2009 года. Если эта теория найдёт больше доказательств, то с её помощью можно будет объяснить как изменение скорости вращения Земли, так и глобальные климатические изменения.

На основе полученных данных учёные не берутся связать скорость и направление внутреннего ядра Земли с наблюдаемыми геоклиматическими явлениями, но намерены создать рабочие модели для поиска таких связей.