تشير دراسة جديدة إلى أن زلزال المريخ الواسع النطاق الذي سجلته مركبة الإنزال إنسايت التابعة لناسا يشير إلى أن القشرة الموجودة على كوكب المريخ في بعض الأماكن "تشبه الدروع الثقيلة".
أمضى مقياس الزلازل InSight التابع لناسا ، والذي تنتهي مهمته في ديسمبر 2022 ، ثلاث سنوات في قياس الموجات الزلزالية على المريخ. تضمن عمله الكشف عن أكبر زلزال مريخ تم تسجيله على الإطلاق في مايو 2022: زلزال بقوة 4,6 على مقياس ريختر.
على الرغم من أن الهزات على المريخ كانت مجرد زلزال متوسط مقارنة بالأرض ، إلا أن علماء ناسا قالوا في ذلك الوقت أن هذا هو الحد الأعلى لما يتوقع مستكشفو المريخ رؤيته. كان زلزال المريخ أقوى من كل الزلازل الأخرى التي قاسها قبل أن يجتمع.
قال مؤلف الدراسة الرئيسي وعالم الزلازل في معهد الجيوفيزياء بجامعة زيورخ للتكنولوجيا ، Doyon Kim ، في تطبيق جديد، تم نشره في 6 مايو. "من هذا الزلزال ، وهو أكبر زلزال تم تسجيله خلال مهمة InSight بأكملها ، لاحظنا موجات سطحية تدور حول المريخ حتى ثلاث مرات."
سمح قياس سرعة وتواتر الموجات الزلزالية - وكيف تباينت هذه الصفات عبر الكوكب الأحمر - لكيم والفريق بالحصول على معلومات حول الهياكل الجيولوجية التي واجهوها. تم الحصول على بيانات جديدة حول أسئلة مثل البنية الداخلية لقشرة المريخ في أعماق مختلفة.
قبل الزلزال العملاق ، سجلت InSight موجات زلزالية مماثلة حدثت عندما سقط نيزكان على سطح المريخ. ومع ذلك ، قدم الحدث الكوني تفاصيل فقط على نطاق إقليمي. مكّن زلزال قوته 5 نقاط من استكشاف المريخ بشكل أعمق ، وكشف عن عواقب وخيمة.
أخذ الفريق البيانات التي قدمتها InSight ودمجها مع معلومات من بعثات أخرى حول جاذبية المريخ وتضاريسه. أظهرت الدراسات المجمعة للعلماء أن سماكة قشرة الكوكب الأحمر تتراوح في المتوسط من 42 إلى 56 كيلومترًا ، لكن الجزء الأكثر سمكًا منها يبلغ ضعف حجمه: 90 كيلومترًا.
قال كيم: "قشرة المريخ (في المتوسط) أكثر سمكًا بكثير من قشرة الأرض أو القمر" ، مضيفًا أن الأجسام الكوكبية الأصغر في النظام الشمسي تميل إلى أن تكون قشور أكثر سمكًا من الأجسام الأكبر.
يختلف سمك القشرة الأرضية في المتوسط من 13 إلى 17 كيلومترًا ، في حين أن مقاييس الزلازل لبعثات أبولو القمرية في الستينيات والسبعينيات حددت أن سمك القشرة القمرية يتراوح من 1960 إلى 1970 كيلومترًا.
وجد فريق InSight أن قشرة المريخ هي الأرفع في حوض إيزيس إمباكت ، وهي حفرة قديمة يبلغ عرضها حوالي 1200 كيلومتر. في هذا الحوض ، الواقع على الحدود بين المرتفعات الجنوبية المليئة بالفوهات في المريخ والأراضي الشمالية المنخفضة ، يبلغ سمك قشرة المريخ حوالي 10 كيلومترات فقط.
ومع ذلك ، فإن القشرة ، في أكثر سُمكها ، تقع على عمق 90 كيلومترًا في منطقة ثارسيس الشاسعة وتمتد تقريبًا عرض الولايات المتحدة من حافة إلى أخرى: أي حوالي 8 كيلومتر. يكمن أساس ثارسيس في نظام واسع من الصدوع الشعاعية التي تغطي حوالي ثلث سطح المريخ. كما أنها موطن لسهول بركانية شاسعة وأكبر ثلاثة براكين على سطح المريخ.
واضاف "كنا محظوظين لمشاهدة هذا الزلزال. على الأرض ، سيكون من الصعب علينا تحديد سمك القشرة الأرضية بمساعدة زلزال بنفس القوة التي حدثت على المريخ ، - أوضح كيم. "على الرغم من أن المريخ أصغر من الأرض ، إلا أنه ينقل الطاقة الزلزالية بكفاءة أكبر." أكدت نتائج الفريق أيضًا التناقض بين نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي للمريخ. يتكون شمال الكوكب من الأراضي المنخفضة المسطحة ، بينما يحتوي الجنوب على هضاب عالية.
لاحظ علماء الفلك وعلماء الكواكب ما يسمى بـ "انقسام المريخ" بين الشمال والجنوب منذ أول مهمة مدارية على الأقل لمارينر 9 التابعة لناسا في 1971-72 ، وفقًا لدراسة تمت مراجعتها من قبل الزملاء. نشرت في 2007. يقول كيم إن الفرضيات الأولية حول هذا الاختلاف كانت مرتبطة بتكوين الصخور. "ستكون إحدى السلالات أكثر كثافة من الأخرى".
ومع ذلك ، تؤكد الدراسات الجديدة أن تكوين السلالة غير ذي صلة هنا. على الرغم من أن تكوين الصخور هو نفسه في كلا نصفي الكرة الأرضية ، إلا أن سمك القشرة يختلف ، وهذا ما يفسر انقسام المريخ. استنادًا إلى ملاحظات InSight الزلزالية وبيانات الجاذبية ، قال الباحثون إنهم أظهروا أن كثافة القشرة الأرضية في الأراضي المنخفضة الشمالية والمرتفعات الجنوبية متشابهة.
تتوافق الكثافة المكتشفة مع الملاحظات الزلزالية لـ InSight لتأثيرات النيزك المذكورة أعلاه ، والتي تشير إلى أن القشرة في الشمال والجنوب مصنوعة من نفس المادة. (الطريقة التي تنتشر بها الموجات الزلزالية عبر القشرة الصخرية تسمح للباحثين باستنتاج تركيبتها).
يسلط اكتشاف الفريق لقشرة المريخ السميكة في بعض الأماكن الضوء أيضًا على كيفية توليد الكوكب للحرارة ، وكيف تغير ذلك عبر تاريخ المريخ. المصدر الرئيسي للحرارة من داخل المريخ هو التحلل الإشعاعي لعناصر مثل الثوريوم واليورانيوم والبوتاسيوم.
افترض الفريق أن 50٪ إلى 70٪ من هذه العناصر المنتجة للحرارة موجودة في قشرة المريخ. وبالتالي ، فإن الاختلاف في سمك هذه القشرة على المريخ قد يفسر سبب وجود مناطق محلية من الكوكب لا تزال تحدث تحتها عمليات الذوبان حتى اليوم ، نظرًا لأن هذه النقاط الساخنة تحتوي أيضًا على مواد إشعاعية أكثر ومولدة للحرارة.
قال كيم: "هذا الاكتشاف مثير للاهتمام للغاية ويضع حداً لنقاش علمي طويل حول أصل وبنية قشرة المريخ".
اقرأ أيضا: