Impresia artistică a structurii interne a lui Marte. (IPGP/David Ducros) O sondă imobilă așezată ca o țestoasă ghemuită pe suprafața Marte a oferit în sfârșit o imagine cuprinzătoare a structurii interne a planetei roșii.
Landerul Mars InSight a măsurat aproximativ 733 de cutremure și a folosit informații despre 35 dintre ele, pentru a forma o imagine a scoarței, a mantalei și a miezului. Este pentru prima dată când datele seismice au fost folosite pentru a sonda interiorul unei alte planete decât Pământul și este un pas major către înțelegerea evoluției planetelor stâncoase din Sistemul Solar.
Aceste cutremure au scos la iveală grosimea și structura scoarței și a mantalei și un miez lichid surprinzător de mare, cu densitate scăzută. Rezultatele au fost descrise în trei lucrări publicate în Ştiinţă ; ele reprezintă o faptă absolut uimitoare de ingeniozitate științifică și muncă grea.
„Acest studiu este o șansă o dată în viață”, a spus seismologul planetar Simon Stähler de ETH Zurich din Elveția.
„Oamenilor de știință le-au luat sute de ani să măsoare nucleul Pământului; după misiunile Apollo, le-a luat 40 de ani să se măsoare luna 'Scor. InSight a durat doar doi ani pentru a măsura nucleul lui Marte.
Cutremurele sunt lucruri destul de minunate, într-adevăr. Ele se unduiesc din punctul lor de origine, propaindu-se prin planeta sau luna sau stea , și sărind în jur. Modul în care aceste unde seismice se propagă și se reflectă asupra anumitor materiale permite seismologilor să cartografieze interioarele obiectelor gazdă.
Până relativ recent, Marte nu s-a considerat a fi deosebit de activ din punct de vedere geologic. Nu are plăci tectonice, ci un strat de crustă discret. Deși există regiuni vulcanice antice, noua activitate vulcanică nu a fost observată. De asemenea, nu are un câmp magnetic global, care pe Pământ este generat de a dinam - un fluid intern rotativ, convectiv și conducător electric (miezul) care transformă energia cinetică în energie magnetică, învârtând câmpul magnetic în spațiu.
Cu toate acestea, observațiile recente au sugerat că planeta roșie nu este atât de moartă pe cât credeam. Au fostindicii de activitate vulcanică. Și, în aprilie 2019, InSight a detectat-oprimele bubuituri din interiorul lui Marte- în sfârșit, dovezi directe ale cutremurelor.
De atunci, peste 700 de cutremure au fost catalogate - dintre care aproximativ 35 au fost suficient de puternice pentru cartografierea seismică, chiar și cu limitele InSight: Aici, pe Pământ, cartografierea seismică este efectuată folosind mai multe stații de monitorizare. InSight este doar o singură sondă.
„Undele seismice directe de la un cutremur sunt un pic ca sunetul vocilor noastre în munți: produc ecouri”, a explicat seismologul planetar Philippe Lognonné al Universității din Paris din Franța.
„Și aceste ecouri, reflectate de miez, sau la interfața crustă-manta sau chiar suprafața lui Marte, am căutat în semnale, datorită asemănării lor cu undele directe”.
Începând din exterior înăuntru, prima lucrare caracterizează grosimea crustei marțiane, pe baza grosimii crustei de la situl InSight. Ei au descoperit că, în medie, crusta are o grosime între 24 și 72 de kilometri (15 până la 45 mile) și este formată din cel puțin două straturi.
Stratul superior este neașteptat de poros, au descoperit cercetătorii, iar crusta de la locul de aterizare este neașteptat de subțire. Acest lucru sugerează o proporție mare de elemente radioactive în crustă, ceea ce înseamnă că este posibil să fi înțeles greșit compoziția crustei în modelele anterioare.
„Ceea ce seismologia poate măsura sunt în principal contrastele de viteză. Acestea sunt diferențe în viteza de propagare a undelor seismice în diferite materiale. spuse Brigitte Knapmeyer-Endrun de la Universitatea din Köln din Germania.
„Foarte asemănător cu optica, putem observa fenomene precum reflexia și refracția. În ceea ce privește crusta, beneficiem și de faptul că crusta și mantaua sunt formate din roci diferite, cu un salt puternic de viteză între ele.'
The următoarea lucrare a sondat mantaua și a constatat că aceasta constă dintr-un singur strat de rocă, cu litosfera solidă extinzându-se între 400 și 600 de kilometri. Acest lucru este în contrast cu litosfera Pământului, care este de aproximativ 100 de kilometri grosime ; cu toate acestea, ambele litosfere au probabil o regiune inferioară în care materialul începe să se topească puțin și se mișcă încet.
Ca și crusta, și mantaua lui Marte este probabil îmbogățită cu elemente radioactive.
„Datele seismice au confirmat că Marte probabil că s-a topit complet înainte de a se împărți în scoarța, mantaua și miezul pe care le vedem astăzi, dar că acestea sunt diferite de cele ale Pământului.” a spus geofizicianul Amir Khan al ETH Zurich.
„Litosfera groasă se potrivește bine cu modelul lui Marte ca „planetă cu o singură placă”.
În cele din urmă, cel a treia lucrare a cercetat miezul marțian și granița acestuia. În primul rând, cercetătorii au descoperit că mantaua lui Marte are probabil un singur strat, spre deosebire de cele două straturi ale mantalei Pământului.
În al doilea rând, nucleul este mult mai mare decât credeam anterior, cu o rază de aproximativ 1.830 de kilometri. Este uriaș - peste jumătate din raza planetei de 3.390 de kilometri și cu 200 de kilometri mai mare decât se credea.
Datele seismice sugerează, de asemenea, că miezul este lichid, deși dimensiunea mai mare indică că are o densitate mai mică decât se credea anterior. Aceasta înseamnă că miezul are probabil elemente mai ușoare, cum ar fi sulf, oxigen, carbon și hidrogen, în plus față de fier și nichel, ceea ce are implicații pentru mineralogia graniței miez-manta.
Aceste informații ne-ar putea ajuta să înțelegem cum Marte și-a pierdut dinamul și câmpul magnetic asociat - informații care, la rândul lor, ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine dinamurile planetare și câmpurile magnetice în general și pe cele ale Pământului în special.
„Misiunea InSight a fost o oportunitate unică de a capta aceste date”, a spus seismologul și geoștiința Domenico Giardini al ETH Zurich.
„Dar suntem departe de a termina de analizat toate datele – Marte încă ne prezintă multe mistere, mai ales dacă s-a format în același timp și din același material ca Pământul nostru.”
Cele trei lucrări au fost publicate în Ştiinţă . Ele pot fi găsite Aici , Aici și Aici .