Большинство марсотрясений происходит летом, и ученые не знают почему

В 2018 году аппарат NASA InSight совершил мягкую посадку на Марсе, чтобы изучить его внутреннее строение. Главный инструмент миссии — сейсмометр SEIS — зафиксировал первые марсотрясения уже через несколько месяцев. До этого считалось, что Марс геологически мертвый мир: его кора не разделена на подвижные плиты, как на Земле, а вулканическая активность затихла миллионы лет назад. Однако данные InSight изменили это представление.

За четыре года работы (миссия завершилась в 2022 году) аппарат зарегистрировал несколько тысяч сейсмических событий. Некоторые из них достигали магнитуды в пять баллов — достаточно, чтобы встряхнуть здания на Земле. Но настоящий сюрприз преподнесли не мощные толчки, а тысячи мелких марсотрясений, повторяющихся словно по расписанию.

Команда планетологов под руководством Саймона Штелера (Simon Stähler) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха проанализировала данные InSight и обнаружила странную закономерность. Оказалось, большая часть всех зарегистрированных толчков происходит в северных регионах Марса и только в летние месяцы. В пиковые периоды планета «‎дрожит» до 10 раз в сутки, а затем с наступлением холодов начинается затишье. Об этом говорится в докладе Штелера, который он представил на Конференции по лунным и планетарным наукам в Техасе (США). Кратко об открытии рассказало издание New Scientist.

Ученые сравнили данные за два марсианских года (каждый длится примерно 687 земных дней). Во второе лето количество толчков удвоилось, но их сила осталась прежней — словно невидимый метроном отмерял удары с одинаковой интенсивностью.

На Земле сезонные землетрясения — редкость. Их связывают с увеличение количества осадков, временно изменяющих состав горных пород: летние дожди или таяние снегов повышает давление в разломах, провоцируя толчки. Но на поверхности Марса жидкую воду не обнаружили, а давление там в 160 раз меньше земного. Значит, причина иная.

Еще один парадокс — распределение силы толчков. На Земле для измерения силы землетрясений используют шкалу Рихтера. Согласно ей, чем сильнее землетрясение, тем реже оно происходит: если одно землетрясение в 10 раз мощнее другого, то вероятность его возникновения в 10 раз ниже. Данные аппарата InSight показали, что на Красной планете это правило нарушается. Там разрыв между слабыми и сильными толчками гораздо больше: сильные марсотрясения встречаются в 100-1000 раз реже слабых, а не в 10 раз, как на нашей планете.

Одна из гипотез, объясняющих сезонность марсотрясений, связана с углекислым газом. Разреженная марсианская атмосфера по большей части состоит из углекислого газа. С наступлением зимы он замерзает, превращаясь в так называемый сухой лед, который оседает в полярных областях. Когда приходит лето, он быстро сублимируется (переходит в газообразное состояние). По мнению ученых, этот резкий фазовый переход может создавать подповерхностное давление, которое снижает сцепление между частицами грунта и способствует началу движения материала по склонам. Таким образом, подобная динамика может приводить к сходу лавин, вызывающих толчки.

Однако такие лавины фиксируют в районах, удаленных от эпицентров марсотрясений, поэтому они вряд ли могут быть причиной загадочной сейсмической активности.

Штелер предположил, что в Северном полушарии Красной планеты могут происходить неизученные подповерхностные или поверхностные процессы, связанные с углекислым газом. Возможно, его сезонные изменения каким-то образом влияют на марсианскую кору и вызывают марсотрясения.

Пока ученые только начинают разбираться в природе сезонных марсотрясений. Их загадочный характер ставит перед исследователями новые вопросы о процессах, происходящих в недрах Красной планеты. В будущем, возможно, удастся установить, что именно вызывает эти необычные толчки — и этот ответ поможет не только понять эволюцию Марса, но и предсказать риски для колонизаторов.