«Земля и Марс сформировались из очень похожих материалов», говорит Брюс Банердт, главный исследователь InSight в Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, штат Калифорния, которая руководит миссией NASA InSight. «Почему же в итоге планеты стали такими разными? Наши измерения помогут нам повернуть стрелку часов и понять, что привело к зеленой Земле, но пустынному Марсу».
Было время, когда их сходство было пугающим: обе планеты были теплыми, влажными и окутанными толстыми атмосферами. Но 3 или 4 миллиарда лет назад их пути разошлись. Возможно, скоро мы узнаем, почему они пошли разными путями. Космический аппарат NASA InSight прибудет на Красную планету в понедельник, 26 ноября, и позволит ученым сравнить Землю с ее «ржавым» братцем.
InSight летит на Марс
InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) не будет искать на Марсе жизнь. Но исследуя внутренности планеты — из чего она сделана, как наслаивается материал и сколько тепла через него проходит — он поможет ученым понять, насколько исходные материалы планеты позволяют поддерживать жизнь.
Давным-давно Марс перестал меняться, а Земля продолжала. У Земли появился своего рода геологический «конвейер», которого никогда не было у Марса: тектонические плиты. Когда они сходятся, они могут вдавить кору в планету. Когда расходятся, позволяют коре выйти наружу.
Это перемалывание материала не только выносит на поверхность новые породы. Некоторые из важнейших для жизни ингредиентов, летучих веществ, включают воду, двуокись углерода и метан. Поскольку они легко превращаются в газ, их может высвободить тектоническое движение.
Тот факт, что у Марса нет тектонических плит, говорит о том, что его кора никогда не уходила в глубину планеты. Может ли появление жизни зависеть от того, работают ли тектонические плиты, выносящие наружу летучие вещества?
«Один из важнейших вопросов относительности пригодности для жизни состоит в том, каковы основные условия, необходимые для формирования жизни на планете?», говорит Сью Смрекар, заместитель главного исследователя InSight в JPL. «Понимание изначальных строительных блоков закладывает основу для того, как процессы, влияющие на окружающую среду, эволюционируют со временем».
InSight может помочь найти ответы на эти вопросы, используя сейсмометр (SEIS), чтобы рассмотреть, как землетрясения — которые могут быть вызваны не только тектоническими действиями — проходят через Марс. Понимание того, как планета расслаивается, поможет ученым вернуться назад во времени и разложит по полочкам, как пыль, металлы и льды в ранней Солнечной системе сошлись в одно, чтобы образовать Красную планету.
Каждая твердая планета удерживает тепло в недрах. Часть его оказывается заключена при формировании планеты; остальное появляется вследствие постепенного распада радиоактивных материалов. Это тепло постепенно пробивается к поверхности, оплавляет слои горной породы, разрушая кору и создавая вулканы, которые выносят летучие газы на поверхность.
Тепло важно по нескольким причинам. В ранней истории Марса могли рождаться теплые источники, пробивающиеся из подповерхности. Могли быть также извержения вулканических паров, которые позже сконденсировались в поток и океаны.
Измеряя внутреннюю температуру Марса с помощью зонда под названием Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), InSight может помочь объяснить, как тепло формирует поверхность планеты, делая ее более или менее пригодной для проживания с течением времени.
Тепло поддерживает ядро планеты расплавленным и текущим. Металлические элементы в этом ядре генерируют электрические токи при движении, создавая магнитное поле. Это магнитное поле похоже на невидимую броню, защищающую планету и любые формы жизни, которые могут быть на ней, от радиации.
Когда-то у Марса было очень сильное магнитное поле; многие древние части коры планеты сильно намагничены. Но миллиарды лет назад это поле практические испарилось, оставив Марс без защиты.
Чтобы лучше понять, почему магнитное поле Марса исчезло, ученые InSight хотят узнать больше о ядре планеты. Наличие жидкого, твердого или гибридного ядра определит покачивание планеты на своей оси, подобно тому, как покачивается юла во время верчения или сырое яйцо.
Радиоэксперимент RISE (Rotation and Structure Experiment) поможет ученым InSight измерить колебания Марса. В сочетании с данными о слоях и теплоте планеты, эти выводы позволят понять, как Марс потерял свое магнитное поле.
Колебание Марса, тектоническая активность и тепловой поток — эти три пункта помогут нам узнать, почему наш планетарный сосед выбрал иной путь.
«Марс — это лаборатория, в которой все эти процессы происходили на ранней стадии формирования планеты», говорит Смрекар. «InSight поможет уточнить наши модели изменения планеты с течением времени».
