NEGIDROSTATIChESKIE NAPRYaZhENIYa NEDR MARSA BEZ UChETA DLINNOVOLNOVOY KOMPONENTY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведен расчет негидростатических напряжений в недрах Марса без учета длинноволновой компоненты. Численное решение системы уравнений упругого равновесия для гравитирующей планеты проводилось на сетке с разрешением 1° × 1° по широте и долготе. В качестве граничных условий использовались данные о топографии и гравитационном поле планеты, начиная с седьмой гармоники. Большинство эпицентров мароотрясений расположено в зонах растяжений и достаточно больших касательных напряжений, возникающих в результате отклонения планеты от состояния гидростатического равновесия. Приведены направления главных осей напряжений и их соответствие простиранию геологических структур на поверхности планеты.

About the authors

A. V Batov

Email: batov@ifz.ru

T. V Gudkova

Email: gudkova@ifz.ru

References

  1. Батов А.В., Гудкова Т.В., Жарков В.Н. Негидростатические напряжения в недрах Марса для различных моделей неоднородной упругости // Физика Земли. 2019. № 4. C. 166–180. https://doi.org/10.31857/S0002-333720194166-180
  2. Гудкова Т.В., Батов А.В., Жарков В.Н. Модельные оценки негидростатических напряжений в коре и мантии Марса: 1. Двухуровневая модель // Астрон. вестн. 2017. Т. 51. № 6. С. 490–511. https://doi.org/10.7868/S0320930X17060032
  3. Гудкова Т.В., Батов А.В., Жарков В.Н. О зонах возможной повышенной сейсмической активности на Марсе // ДАН. 2018. Т. 481. № 4. С. 1–4. https://doi.org/10.31857/S086956520001805-8
  4. Гудкова Т.В., Батов А.В. Напряженное состояние недр Марса и Венеры // Физика Земли. 2024. № 1. С. 105–118. https://doi.org/10.31857/S0002333724010078
  5. Жарков В.Н., Гудкова Т.В. О модельной структуре гравитационного поля Марса // Астрон. вестн. 2016. Т. 50. № 4. С. 252–267. https://doi.org/10.7868/S0320930X160 40071
  6. Banerdt W.B., Smrekar S.E., Banfield D., Giardini D., Golombek M., Johnson C.L., Lognonne Ph., Spiga A., Spohn T., Perrin C., and 59 co-authors. Initial results from the InSight mission on Mars // Nature Geosci. 2020. V. 13. P. 183–189. https://doi.org/10.1038/s41561‐020‐0544‐y
  7. Brinkman N., Stähler S.C., Giardini D., Schmelzbach C., Khan A., Jacob A., Fuji N., Perrin C., Lognonné P., Beucler E., and 15 co-authors. First focal mechanisms of marsquakes // J. Geophys. Res.: Planets. 2021. V. 126. ID e2020JE006546. https://doi.org/10.1029/2020JE006546
  8. Broquet A., Andrews-Hanna J.C. Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars // Nat. Astron. 2022. V. 7. № 2. P. 1–10. https://doi.org/10.1038/s41550-022-01836-3
  9. Ceylan S., Clinton J.F., Giardini D., Stahler S.C., Horleston A., Kawamura T., Bose M., Charalambous C., Dahmen N.L., van Driel M., and 17 coauthors. The marsquake catalogue from InSight, sols 0–1011 // Phys. Earth. and Planet. Inter. 2022. V. 333. № 3. ID 106943. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2022.106943
  10. Clinton J.F., Ceylan S., van Driel M., Giardin D., Stähler S.C., Bose M., Charalambous C., Dahmen N.L., Horleston A., Kawamura T., and 16 co-authors. The marsquake catalogue from InSight, sols 0–478 // Phys. Earth and Planet. Interiors. 2021. V. 310. ID 106595. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2020.106595
  11. Drilleau M., Samuel H., Garcia R.F., Rivoldini A., Perrin C., Michaut C., Wieczorek M., Tauzin B., Connolly J.A.D., Meyer P., Lognonné Ph., Banerdt W.B. Marsquake locations and 1D seismic models for Mars from InSight data // J. Geophys. Res.: Planets. 2022. V. 127. № 9. ID e2021JE007067. https://doi.org/10.1029/2021je007067
  12. Drilleau M., Samuel H., Garcia R.F., Rivoldini A., Perrin C., Wieczorek M., Lognonné Ph., Banerdt W.B. Constraints on lateral variations of Martian crustal thickness from seismological and gravity field measurements // Geophys. Res. Lett. 2024. V. 51. ID e2023GL105701. https://doi.org/10.1029/2023GL105701
  13. Duran C., Khan A., Ceylan S., Zenhausern G., Stähler S., Clinton J., Giardini D. Seismology on Mars: An analysis of direct, reflected, and converted seismic body waves with implications for interior structure // Phys. Earth and Planet. Interiors. 2022. V. 325. ID 106851. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2022.106851
  14. Ernst R.E., Grosfils E.B., Mege D. Giant dike swarms: Earth, Venus, and Mars // Ann. Rev. Earth and Planet. Sci. 2001. V. 29. № 1. P. 489–534. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.29.1.489
  15. Giardini D., Lognonné P., Banerdt W.B., Pike W.T., Christensen U., Ceylan S., Clinton J., van Driel M., Stähler S., Böse M., and 53 co-authors. The seismicity of Mars // Nature Geosci. 2020. V. 13. № 3. P. 205–212. https://doi.org/10.1038/s41561-020-0539-8
  16. Horleston A.C., Clinton J.F., Ceylan S., Giardini D., Cheralambous C., Irving J.C.E.,
  17. Lognonné P., Stähler S.C., Zenhausern G., Dahmen N.L., and 22 co-authors. The far side of Mars: two distant marsquakes detected by InSight // The seismic record. 2022. V. 2. № 2. P. 88–99. https://doi.org/10.1785/0320220007
  18. Jacob A., Plasman M., Perrin C., Fuji N., Lognonné P., Xu Z., Drilleau M., Brinkman N., Stähler S., Sainton G., and 5 co-authors. Seismic sources of InSight marsquakes and seismotectonic context of Elysium Planitia, Mars // Tectonophysics. 2022. V. 837. ID 229434. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229434
  19. Kawamura T., Clinton J.F., Zenhausern G., Ceylan S., Horleston A.C., Dahmen N.L., Duran C., Kim D., Plasman M., Stähler S.C., and 8 co-authors. S1222a – The largest marsquake detected by InSight // Geophys. Res. Lett. 2023. V. 50. № 5. ID e2022GL101543. https://doi.org/10.1029/2022GL101543
  20. Kim D., Duran C., Giardini D., Plesa A.-C., Stähler S. C., Boehm C., Lekić V., McLennan S.M., Ceylan S., Clinton J.F., and 7 co-authors. Global crustal thickness revealed by surface waves orbiting Mars // Geophys. Res. Lett. 2023. V. 50. № 12. ID e2023GL103482. https://doi.org/10.1029/2023GL103482
  21. Knapmeyer M., Oberst J., Hauber E., Wählisch M., Deuchler C., Wagner R. Working models for spatial distribution and level of Mars’ seismicity // J. Geophys. Res.: Planets. 2006. V. 111. № E11. ID E11006. https://doi.org/10.1029/2006JE002708
  22. Knapmeyer-Endrun B., Panning M.P., Bissig F., Joshi R., Khan A., Kim D., Lekic V., Tauzin B., Tharimena S., Plasman M., and 29 co-authors. Thickness and structure of the Martian crust from InSight seismic data // Science. 2021. V. 373. № 6553. P. 438–443. https://doi.org/10.1126/science.abf8966
  23. Konopliv A.S., Park R.S., Folkner W.M. An improved JPL Mars gravity field and orientation from Mars orbiter and lander tracking data // Icarus. 2016. V. 274. P. 253–260. https://doi.org/10.1016/j.Icarus.2016.02.052
  24. Lognonné P., Banerdt W.B., Giardini D., Pike W.T., Christensen U., Laudet P., de Raucourt S., Zweifel P., Calcutt S., Bierwirth M., and 171 co-authors. SEIS: Insight’s Seismic Experiment for Internal Structure of Mars // Space Sci. Rev. 2019. V. 215. № 1. ID 12. https://doi.org/10.1007/s11214‐018‐0574‐6
  25. Mars Seismic Catalogue, InSight Mission 2023. V14 2023-04-01 // InSight Marsquake Service, Bristol: Univ. Bristol, ETHZ, IPGP, JPL, ICL, 2023. https://doi.org/10.12686/a21. https://doi.org/10.12686/a19
  26. Pan L., Quantin C., Tauzin B., Michaut C., Golombek M., Lognonné P., Grindrod P., Langlais B., Gudkova T., Stepanova I., Rodriguez S., Lucas A. Crust stratigraphy and heterogeneities of the first kilometers at the dichotomy boundary in western Elysium Planitia and implications for InSight lander // Icarus. 2020. V. 338. ID 113511. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.113511
  27. Perrin C., Jacob A., Lucas A., Myhill R., Hauber E., Batov A., Gudkova T., Rodriguez S., Lognonné P., Stevanović J., Drilleau M., Fuji N. Geometry and segmentation of Cerberus fossae, Mars: Implications for marsquake properties // J. Geophys. Res.: Planets. 2022. V. 127. № 1. ID e2021JE007118. https://doi.org/10.1029/2021JE007118
  28. Smith D.E., Zuber M.T., Frey H.V., Garvin J.B., Head J.W., Muhleman D.O., Pettengill G.H., Phillips R.J., Solomon S.C., Zwally H.J., and 14 coauthors. Mars Orbiter Laser Altimeter: Experimental summary after the first year of global mapping of Mars // J. Geophys. Res.: Planets. 2001. V. 106. № E10. P. 23689–23722. https://doi.org/10.1029/2000JE001364
  29. Stähler S.C., Khan A., Banerdt W.B., Lognonné Ph., Giardini D., Ceylan S., Drilleau M., Duran 30. A.C., Garcia R.F., Huang Q., and 31 co-authors. Seismic detection of the Martian core // Science. 2021. V. 373. № 6553. P. 443–448. https://doi.org/10.1126/science.abi7730
  30. Stähler S.C., Mittelholz A., Perrin C., Kawamura T., Kim D., Knapmeyer M., Zenhäusern G., 32. Clinton J., Giardini D., Lognonné Ph., Banerdt W.B.Tectonics of Cerberus Fossae unveiled by marsquakes // Nature Astron. 2022. V. 6. № 12. P. 1376–1386. https://doi.org/10.1038/s41550‐022‐01803‐y
  31. Sun W., Tkalčić H. Constraints on the origin of the Martian dichotomy from southern highlands marsquakes // Geophys. Res. Lett. 2025. V. 52. ID e2024GL110921. https://doi.org/10.1029/2024GL110921
  32. Taylor N.A., Teanby J.W. Estimates of seismic activity in the Cerberus Fossae region of Mars // J. Geophys. Res.: Planets. 2013. V. 118. № 12. P. 2570–2581. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2013.09.006
  33. Vaucher J., Baratou D., Toplis M.J., Pinet P., Mangold N., Kurita K. The morphologies of volcanic landforms at Central Elysium Planitia: Evidence for recent and fluid lavas on Mars // Icarus. 2009. V. 200. № 1. P. 39–51. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2008.11.005
  34. Vetterlein J., Roberts G.P. Structural evolution of the Northern Cerberus Fossae graben system, Elysium Planitia, Mars // J. Structural Geol. 2010. V. 32. № 4. P. 394–406. https://doi.org/ 10.1016/j.jsg.2009.11.004
  35. Wieczorek M.A., Broquet A., McLennan S.M., Rivoldini A., Golombek M., Antonangeli D., Beghein C., Giardini D., Gudkova T., and 17 co-authors. InSight constraints on the global character of the Martian crust // J. Geophys. Res.: Planets. 2022. V. 127. ID e2022JE007298. https://doi.org/10.1029/2022JE007298
  36. Zenhausern G., Stähler S.C., Clinton J.F., Giardini D., Ceylan S., Garcia R.F. Low-frequency marsquakes and where to find them: Back azimuth determination using a polarization analysis approach // Bull. Seismolog. Soc. America. 2022. V. 112. № 4. P. 1787–1805. https://doi.org/10.1785/0120220019
  37. Zharkov V.N., Gudkova T.V., Molodensky S.M. On models of Mars’ interior and amplitudes of forced nutations. 1. The effects of deviation of Mars from its equilibrium state on the flattening of the core-mantle boundary // Phys. Earth and Planet. Interiors. 2009. V. 172. № 3–4. P. 324–334. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2008.10.009

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).