بر اساس یک مطالعه جدید، زمین لرزه مریخی در مقیاس بزرگ که توسط فرودگر InSight ناسا ثبت شده است، نشان می دهد که پوسته سیاره مریخ در برخی مکان ها "شبیه زره سنگین به نظر می رسد".
لرزه‌سنج فرودگر InSight ناسا که ماموریت آن در دسامبر 2022 به پایان می‌رسد، سه سال را صرف اندازه‌گیری امواج لرزه‌ای مریخ کرد. کار او شامل تشخیص بزرگترین زمین لرزه مریخی است که تا به حال در می 2022 ثبت شده است: زلزله 4,6 ریشتری.
اگرچه لرزش های مریخ در مقایسه با زمین تنها یک زلزله متوسط بود، دانشمندان ناسا در آن زمان گفتند که این حد بالای چیزی است که کاشفان مریخ انتظار داشتند ببینند. زمین لرزه مریخ قوی تر از تمام زمین لرزه های دیگر بود که قبل از ترکیب شدن اندازه گیری شد.
نویسنده اصلی مطالعه و زلزله شناس موسسه ژئوفیزیک در دانشگاه فناوری زوریخ، دویون کیم، گفت: این زمین لرزه امواج لرزه ای قوی را ارسال کرد که در سطح مریخ حرکت کرد. برنامه جدید، منتشر شده در 6 می. از این زمین لرزه، بزرگترین زلزله ثبت شده در کل ماموریت InSight، امواج سطحی را مشاهده کردیم که تا سه بار دور مریخ چرخیدند.
اندازه‌گیری سرعت و فرکانس امواج لرزه‌ای - و اینکه چگونه این کیفیت‌ها در سراسر سیاره سرخ متفاوت بودند - به کیم و تیم این امکان را داد تا اطلاعاتی در مورد ساختارهای زمین‌شناسی که با آن‌ها مواجه شده‌اند به دست آورند. داده های جدیدی در مورد سؤالاتی مانند ساختار داخلی پوسته مریخ در اعماق مختلف به دست آمد.
قبل از این زمین لرزه غول پیکر، InSight امواج لرزه ای مشابهی را ثبت کرد که هنگام سقوط دو شهاب سنگ روی مریخ رخ داد. با این حال، رویداد کیهانی جزییات را فقط در مقیاس منطقه ای ارائه کرد. زمین لرزه ای به بزرگی 5 ریشتر امکان کاوش عمیق تر مریخ را فراهم کرد و پیامدهای بزرگی را آشکار کرد.
این تیم داده های ارائه شده توسط InSight را برداشت و با اطلاعات دیگر ماموریت ها در مورد گرانش و توپوگرافی مریخ ترکیب کرد. مطالعات جمع آوری شده به دانشمندان نشان داده است که پوسته سیاره سرخ دارای ضخامتی است که به طور متوسط از 42 تا 56 کیلومتر متغیر است، اما ضخیم ترین بخش آن دو برابر بزرگتر است: 90 کیلومتر.
کیم گفت: «پوسته مریخ (به طور متوسط) بسیار ضخیم‌تر از پوسته زمین یا ماه است.
ضخامت پوسته زمین به طور متوسط از 13 تا 17 کیلومتر متغیر است، در حالی که لرزه‌سنج‌های ماموریت‌های ماه آپولو در دهه‌های 1960 و 1970 تعیین کردند که ضخامت پوسته ماه از 34 تا 43 کیلومتر متغیر است.
تیم InSight دریافت که پوسته مریخ نازک ترین در حوضه برخورد Isis، یک دهانه باستانی با عرض حدود 1200 کیلومتر است. در این حوضه، که در مرز بین ارتفاعات جنوبی مریخ با دهانه های سنگین قرار دارد و مناطق پست شمالی، ضخامت پوسته مریخ تنها حدود 10 کیلومتر است.
با این حال، در ضخیم ترین حالت، پوسته در عمق 90 کیلومتری در منطقه وسیع تارسیس قرار دارد و تقریباً به عرض ایالات متحده از لبه به لبه امتداد دارد: این حدود 8 کیلومتر است. تارسیس زیربنای سیستم وسیعی از گسل های شعاعی است که حدود یک سوم سطح مریخ را پوشانده است. همچنین دشت های آتشفشانی وسیع و سه آتشفشان بزرگ مریخ در این شهر وجود دارد.
«ما خوش شانس بودیم که شاهد این زلزله بودیم. کیم توضیح داد: در زمین، تعیین ضخامت پوسته زمین با کمک زلزله ای با همان نیرویی که در مریخ رخ داد برای ما دشوار خواهد بود. اگرچه مریخ کوچکتر از زمین است، اما انرژی لرزه ای را با کارایی بیشتری منتقل می کند. نتایج این تیم همچنین تضاد بین نیمکره شمالی و جنوبی مریخ را تایید کرد. شمال سیاره از دشت های مسطح تشکیل شده است، در حالی که جنوب دارای فلات های مرتفع است.
طبق یک مطالعه بررسی شده، به اصطلاح «دوگانگی مریخی» بین شمال و جنوب توسط ستاره شناسان و دانشمندان سیاره‌شناس حداقل از زمان اولین مأموریت مداری مارینر 9 ناسا در سال‌های 1971-72 مشاهده شده است. منتشر شده در سال 2007 کیم می گوید: فرضیه های اولیه در مورد این تفاوت به ترکیب سنگ ها مربوط می شد. "یک نژاد متراکم تر از دیگری خواهد بود."
با این حال، مطالعات جدید تأیید می کند که ترکیب نژاد در اینجا بی ربط است. اگرچه ترکیب سنگ ها در هر دو نیمکره یکسان است، اما ضخامت پوسته متفاوت است و این دوگانگی مریخ را توضیح می دهد. بر اساس مشاهدات لرزه‌ای و داده‌های گرانشی InSight، محققان گفتند که نشان داده‌اند که تراکم پوسته در مناطق پست شمالی و ارتفاعات جنوبی مشابه است.
چگالی کشف‌شده با مشاهدات لرزه‌ای InSight از برخوردهای شهاب‌سنگ فوق‌الذکر مطابقت دارد، که نشان می‌دهد پوسته در شمال و جنوب از یک ماده ساخته شده است. (شیوه انتشار امواج لرزه ای در پوسته سنگی به محققان اجازه می دهد تا ترکیب آن را استنباط کنند).
کشف یک پوسته ضخیم مریخ توسط این تیم در برخی نقاط همچنین چگونگی تولید گرما توسط این سیاره و اینکه چگونه این امر در طول تاریخ مریخ تغییر کرده است را روشن می کند. منبع اصلی گرما از درون مریخ، تجزیه رادیواکتیو عناصری مانند توریم، اورانیوم و پتاسیم است.
تئوری تیم این است که 50 تا 70 درصد از این عناصر مولد گرما در پوسته مریخ قرار دارند. بنابراین، تفاوت در ضخامت این پوسته در مریخ ممکن است توضیح دهد که چرا مناطق محلی از این سیاره وجود دارد که امروزه فرآیندهای ذوب در آن‌ها هنوز هم می‌تواند رخ دهد، زیرا این نقاط داغ حاوی مواد رادیواکتیو و مولد گرما نیز هستند.
کیم گفت: "این کشف بسیار جالب است و به یک بحث علمی طولانی در مورد منشاء و ساختار پوسته مریخ پایان می دهد."
همچنین بخوانید: