Et storstilet jordskælv fra Mars optaget af NASAs InSight-lander antyder, at skorpen på planeten Mars nogle steder "ligner tung rustning," ifølge en ny undersøgelse.
NASAs InSight lander-seismometer, hvis mission slutter i december 2022, brugte tre år på at måle seismiske bølger på Mars. Hans arbejde omfattede påvisningen af det største jordskælv fra Mars nogensinde registreret i maj 2022: et jordskælv med en styrke på 4,6.
Selvom rystelserne på Mars kun var et gennemsnitligt jordskælv sammenlignet med Jorden, sagde NASA-forskere på det tidspunkt, at dette var den øvre grænse for, hvad Mars-forskere forventede at se. Mars-jordskælvet var kraftigere end alle de andre målte før det kombinerede.
"Dette jordskælv sendte stærke seismiske bølger, der rejste hen over overfladen af Mars," sagde hovedstudieforfatter og seismolog ved Institute of Geophysics ved Zürich University of Technology, Doyon Kim, i ny ansøgning, udgivet den 6. maj. "Fra dette jordskælv, det største jordskælv, der er registreret under hele InSight-missionen, observerede vi overfladebølger, der kredsede omkring Mars op til tre gange."
Måling af hastigheden og frekvensen af seismiske bølger - og hvordan disse kvaliteter varierede på tværs af den røde planet - gav Kim og holdet mulighed for at få information om de geologiske strukturer, de stødte på. Nye data blev opnået om sådanne spørgsmål som den indre struktur af Mars skorpen i forskellige dybder.
Før det gigantiske jordskælv registrerede InSight lignende seismiske bølger, der opstod, da to meteoritter faldt på Mars. Imidlertid gav den kosmiske begivenhed kun detaljer på regional skala. Et jordskælv med en styrke på 5 point gjorde det muligt at udforske Mars endnu dybere og afslørede store konsekvenser.
Holdet tog dataene fra InSight og kombinerede dem med oplysninger fra andre missioner om Mars' tyngdekraft og topografi. Indsamlede undersøgelser har vist videnskabsmænd, at skorpen på den røde planet har en tykkelse, der i gennemsnit varierer fra 42 til 56 kilometer, men dens tykkeste sektion er dobbelt så stor: 90 kilometer.
"Marsskorpen (i gennemsnit) er meget tykkere end Jordens eller Månen," sagde Kim og tilføjede, at mindre planetlegemer i solsystemet har en tendens til at have tykkere skorper end større kroppe.
Tykkelsen af jordskorpen varierer i gennemsnit fra 13 til 17 kilometer, mens seismometrene fra Apollo-månemissionerne i 1960'erne og 1970'erne fastslog, at tykkelsen af måneskorpen varierer fra 34 til 43 kilometer.
InSight-holdet fandt ud af, at Mars-skorpen er tyndest i Isis Impact Basin, et gammelt krater, der er omkring 1200 kilometer bredt. I dette bassin, der ligger på grænsen mellem det kraftigt kraterfyldte sydlige højland på Mars og det nordlige lavland, er tykkelsen af Mars-skorpen kun omkring 10 kilometer.
På det tykkeste ligger skorpen dog 90 kilometer dybt i den store region Tharsis og strækker sig næsten i bredden af USA fra kant til kant: Det er omkring 8 kilometer på tværs. Tharsis ligger til grund for et stort system af radiale forkastninger, der dækker omkring en tredjedel af Mars' overflade. Det er også hjemsted for store vulkanske sletter og de tre største vulkaner på Mars.
"Vi var heldige at være vidne til dette jordskælv. På Jorden ville det være svært for os at bestemme tykkelsen af jordskorpen ved hjælp af et jordskælv af samme kraft, som fandt sted på Mars, - forklarede Kim. "Selvom Mars er mindre end Jorden, transporterer den seismisk energi mere effektivt." Holdets resultater bekræftede også kontrasten mellem den nordlige og sydlige halvkugle af Mars. Den nordlige del af planeten består af flade lavland, mens den sydlige har høje plateauer.
Den såkaldte "Mars-dikotomi" mellem nord og syd er blevet observeret af astronomer og planetforskere siden i det mindste den første orbitale mission af NASAs Mariner 9 i 1971-72, ifølge en peer-reviewet undersøgelse. offentliggjort i 2007. Oprindelige hypoteser om denne forskel var relateret til sammensætningen af klipperne, siger Kim. "Den ene race ville være tættere end den anden."
Nye undersøgelser bekræfter dog, at sammensætningen af racen er irrelevant her. Selvom sammensætningen af klipperne er den samme i begge halvkugler, er tykkelsen af skorpen forskellig, og det forklarer Mars-dikotomien. Baseret på InSight seismiske observationer og tyngdekraftsdata sagde forskerne, at de demonstrerede, at skorpedensiteten i det nordlige lavland og det sydlige højland ligner hinanden.
Den detekterede tæthed stemmer overens med InSights seismiske observationer af de førnævnte meteoritnedslag, hvilket tyder på, at skorpen i nord og syd er lavet af samme materiale. (Måden seismiske bølger udbreder sig gennem stenskorpen gør det muligt for forskere at udlede dens sammensætning).
Holdets opdagelse af en tyk Marsskorpe nogle steder kaster også lys over, hvordan planeten genererer varme, og hvordan dette har ændret sig gennem Mars' historie. Den vigtigste varmekilde fra Mars' indre er det radioaktive henfald af grundstoffer som thorium, uran og kalium.
Holdet teoretiserer, at 50% til 70% af disse varmeproducerende elementer findes i Mars-skorpen. Forskellen i tykkelsen af denne skorpe på Mars kan således forklare, hvorfor der er lokale områder på planeten, hvorunder smelteprocesser stadig kan forekomme i dag, da disse hotspots også indeholder mere radioaktive, varmegenererende materialer.
"Denne opdagelse er meget interessant og sætter en stopper for en lang videnskabelig debat om Marsskorpens oprindelse og struktur," sagde Kim.
Læs også: