Марсотрясение

В то время как лунотрясения на Луне ранее уже наблюдались и хорошо документированы, а также получены убедительные доказательства венеротрясений на Венере, мало что известно о текущей сейсмической активности на Марсе. По некоторым оценкам, марсианские землетрясения происходят крайне редко, раз в миллионы лет или даже реже[1]. Тем не менее, было найдено убедительное доказательство того, что в прошлом Марс был сейсмически активен: на обширной области южного Марса обнаружены полосовые магнитные аномалии[2]. На Земле такие аномалии часто являются признаком области, в которой произошёл разлом земной коры и в ходе спрединга формируется новая океаническая кора, например, в области рифтов срединно-океанических хребтов. Хорошим примером этого является срединно-атлантический хребет. Однако в данном регионе Марса не было обнаружено явного, сформированного спредингом, хребта, в связи с чем данной магнитной аномалии может потребоваться другое, возможно несейсмическое объяснение.

Каньон Долины Маринер длиной 4000 километров считается остатком древнего марсианского разлома. Однако, если разлом был активен в какой-то момент, неизвестно, сохраняет ли он активность в настоящее время[3].

Марсианский сейсмометр SEIS в разрезе

Первые попытки обнаружить сейсмическую активность на Марсе были предприняты с помощью программы «Викинг» в 1975 году. Аппарат функционировал в течение нескольких лет. Но поскольку сейсмографы были установлены в верхней части зондов, стоявших на поверхности на амортизаторах, они раскачивались под воздействием марсианского ветра и не могли обнаружить слабую сейсмическую активность[4]. Тем не менее, это исследование позволило исключить частые и сильные марсианские землетрясения[5]. Викинг-2 собрал данные за 2100 часов (89 дней) за более чем 560 дней работы на Марсе[6]. В периоды времени, когда скорость ветра в районе расположения Викинга 2 была низкой, аппарат позволял получать данные по сейсмической активности на Марсе[6]. Viking-1 не предоставил никаких данных из-за проблем с активацией сейсмометра[6].

Высказывалось предположение о марсотрясении магнитудой 2,8 по шкале Рихтера (соответствует измеренной амплитуде поперечной волны 188 мкм на 5 Гц[7]), зафиксированном 6 ноября 1976 года (на 80-й день работы на Марсе) сейсмометром «Викинга-2»[8], но, к сожалению, в этот день отсутствовали данные о скорости ветра, поэтому невозможно определить, было ли это марсотрясение или порыв ветра[6]. Единственная марсианская сейсмограмма позволила сделать вывод о том, что условия распространения сейсмических волн на Марсе скорее землеподобны, чем луноподобны[7]. Большая часть информации из исходной записи была преобразована в файлы формата ASCII[6]. Спустя 30 лет запуск программы InSight привёл к повышению интереса к данным, собранным Viking. В ходе дальнейшего анализа данные сейсмографов могут использоваться как одна из крупнейших коллекций обнаружения пыльных вихрей на Марсе[6].

Космический зонд InSight, который был запущен в мае 2018 года, приземлился на Марсе 26 ноября 2018 года, где установил сейсмометр под названием «Сейсмический эксперимент внутренней структуры» (SEIS) для поиска марсианских землетрясений и анализа внутренней структуры Марса. Чувствительность сейсмометра достаточна для того, чтобы фиксировать сопровождающееся взрывами разрушение нескольких десятков метеоров в атмосфере Марса в год, а также регистрировать падение метеоритов[9]. Он также зафиксирует, как марсианская кора и мантия реагируют на воздействие метеоритов, что даст представление о внутренней структуре планеты[10][11][12].

Слабый сейсмический сигнал, предположительно от небольшого марсотрясения, был измерен и записан сейсмометром SEIS зонда InSight 6 апреля 2019 года[13]. Сейсмометр SEIS обнаружил вибрацию поверхности одновременно с записью трёх других различных видов звука. Были записаны и три других события 14 марта, 10 и 11 апреля, но эти сигналы были ещё слабее и более неоднозначны по происхождению, что затрудняет определение их причины[14][15]. За полгода сейсмометр SEIS зафиксировал более 100 событий, 21 из которых — возможные марсотрясения[16]. В период от включения сейсмографа SEIS до 30 сентября 2019 года было зафиксировано 174 марсотрясения, 24 из них имели магнитуду менее 3 баллов по шкале Рихтера. У двух наиболее мощных марсотрясений эпицентр находился в районе системы трещин Борозды Цербера[17]. К середине декабря 2019 года SEIS зафиксировал 322 марсотрясения[18]. C конца июня 2020 года до осени не зафиксировано ни одного марсотрясения. За сентябрь 2020 года SEIS зарегистрировал 5 сейсмических событий, за чуть более одного марсианского года — более 480 марсотрясений, при этом ни один толчок не имел магнитуду более 3,7. Во всех марсотрясениях, зафиксированных SEIS, отмечались только продольные первичные волны (P-волны) и поперечные вторичные волны (S-волны) и ни в одном из них не было поверхностных волн[19]. 7 и 18 марта 2021 года сейсмометр SEIS зафиксировал два марсотрясения магнитудой 3,3 и 3,1 по шкале Рихтера. Два новых сильных марсотрясения были выявлены спустя почти два земных года после регистрации двух сильнейших марсотрясений магнитудой 3,5 и 3,6 по шкале Рихтера[20].

Почти 50 марсотрясений магнитудой более 2 по шкале Рихтера, зарегистрированных сейсмометром SEIS, позволили учёным сделать вывод о том, что верхняя мантия на Марсе простирается на глубину примерно 700—800 км, а радиус ядра Марса составляет от 1810 до 1860 км[21].

В данных сейсмометра SEIS, записанных в течение ночи с 18 на 19 февраля 2021 года, не удалось обнаружить никаких сигналов ни от входа, спуска и приземления марсохода Perseverance, ни от искусственных марсотрясений, вызванных падением вольфрамовых блоков на поверхности Марса в 3450 км к западу от сейсмометра[22].

• Вулканизм на Марсе