NASAn InSight-laskeutujan tallentama laajamittainen Marsin maanjäristys viittaa siihen, että Marsin kuori paikoin "näyttää raskaalta panssarihaarniskolta" uuden tutkimuksen mukaan.
NASAn InSight-laskeutumisseismometri, jonka tehtävä päättyy joulukuussa 2022, mittasi kolme vuotta seismisiä aaltoja Marsissa. Hänen työhönsä kuului kaikkien aikojen suurimman Marsin maanjäristyksen havaitseminen toukokuussa 2022: 4,6 magnitudin maanjäristys.
Vaikka Marsin järistykset olivat vain keskimääräinen maanjäristys Maahan verrattuna, NASAn tutkijat sanoivat tuolloin, että tämä oli yläraja sille, mitä Marsin tutkijat odottivat näkevänsä. Marsin maanjäristys oli voimakkaampi kuin kaikki muut ennen sitä mitatut maanjäristys yhteensä.
"Tämä maanjäristys lähetti voimakkaita seismisiä aaltoja, jotka kulkivat Marsin pinnan poikki", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja ja seismologi Zürichin teknillisen yliopiston geofysiikan instituutista Doyon Kim. uusi sovellus, julkaistu 6. toukokuuta. "Tästä maanjäristyksestä, joka on suurin koko InSight-operaation aikana tallennettu maanjäristys, havaitsimme pinta-aaltoja, jotka kiersivät Marsin jopa kolme kertaa."
Seismisten aaltojen nopeuden ja taajuuden mittaaminen - ja kuinka nämä ominaisuudet vaihtelivat Punaisella planeetalla - antoivat Kimille ja tiimille tietoa geologisista rakenteista, joita he kohtasivat. Uutta tietoa saatiin sellaisista kysymyksistä kuin Marsin kuoren sisäinen rakenne eri syvyyksissä.
Ennen jättimäistä maanjäristystä InSight tallensi samanlaisia seismiset aallot, jotka tapahtuivat kahden meteoriitin putoamisen jälkeen Marsiin. Kosminen tapahtuma tarjosi kuitenkin yksityiskohtia vain alueellisessa mittakaavassa. Maanjäristys, jonka voimakkuus oli 5 pistettä, mahdollisti Marsin tutkimisen vieläkin syvemmälle ja paljasti suuria seurauksia.
Ryhmä otti InSightin toimittamat tiedot ja yhdisti ne muista tehtävistä saatuihin tietoihin Marsin painovoimasta ja topografiasta. Kerätyt tutkimukset ovat osoittaneet tutkijoille, että Punaisen planeetan kuoren paksuus vaihtelee keskimäärin 42-56 kilometriä, mutta sen paksuin osa on kaksi kertaa suurempi: 90 kilometriä.
"Marsin kuori (keskimäärin) on paljon paksumpi kuin Maan tai Kuun kuori", Kim sanoi ja lisäsi, että aurinkokunnan pienemmillä planeettakappaleilla on yleensä paksumpi kuori kuin suuremmilla kappaleilla.
Maankuoren paksuus vaihtelee keskimäärin 13-17 kilometriä, kun taas Apollon kuun 1960- ja 1970-lukujen seismometrit määrittelivät, että kuunkuoren paksuus vaihtelee 34-43 kilometrin välillä.
InSight-tiimi havaitsi, että Marsin kuori on ohuin Isis Impact Basinissa, muinaisessa noin 1200 10 kilometriä leveässä kraatterissa. Tässä altaassa, joka sijaitsee Marsin raskaasti kraattereiden eteläisen ylängön ja pohjoisen alangon rajalla, Marsin kuoren paksuus on vain noin XNUMX kilometriä.
Paksuimmillaan kuori on kuitenkin 90 kilometriä syvällä laajalla Tharsisin alueella ja ulottuu lähes Yhdysvaltojen leveydelle reunasta reunaan: se on noin 8 000 kilometriä. Tharsis on laajan säteittäisten vaurioiden järjestelmän taustalla, joka peittää noin kolmanneksen Marsin pinnasta. Siellä on myös laajoja tulivuoren tasankoja ja Marsin kolme suurinta tulivuoria.
"Olimme onnekkaita todistamassa tätä maanjäristystä. Maan päällä meidän olisi vaikea määrittää maankuoren paksuutta saman voimakkaan maanjäristyksen avulla kuin Marsissa, Kim selitti. "Vaikka Mars on pienempi kuin Maa, se kuljettaa seismistä energiaa tehokkaammin." Ryhmän tulokset vahvistivat myös Marsin pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon välisen kontrastin. Planeetan pohjoisosa koostuu tasaisista alangoista, kun taas etelässä on korkeita tasankoja.
Vertaisarvioidun tutkimuksen mukaan tähtitieteilijät ja planeettatieteilijät ovat havainneet niin sanottua "marsilaista dikotomiaa" pohjoisen ja etelän välillä ainakin NASAn Mariner 9:n ensimmäisestä kiertoradalla vuosina 1971-72. julkaistu vuonna 2007. Alkuperäiset hypoteesit tästä erosta liittyivät kivien koostumukseen, Kim sanoo. "Yksi rotu olisi tiheämpi kuin toinen."
Uudet tutkimukset kuitenkin vahvistavat, että rodun koostumuksella ei ole tässä merkitystä. Vaikka kivien koostumus on sama molemmilla pallonpuoliskoilla, kuoren paksuus on erilainen, mikä selittää Marsin kaksijakoisuuden. InSightin seismisten havaintojen ja painovoimatietojen perusteella tutkijat sanoivat osoittaneensa, että maankuoren tiheydet pohjoisilla alangoilla ja eteläisillä ylängöillä ovat samanlaisia.
Havaittu tiheys on yhdenmukainen InSightin edellä mainituista meteoriittitörmäyksistä tekemien seismisten havaintojen kanssa, jotka viittaavat siihen, että pohjoisen ja etelän kuori on valmistettu samasta materiaalista. (Tapa, jolla seismiset aallot etenevät kivisen kuoren läpi, antaa tutkijoille mahdollisuuden päätellä sen koostumuksesta).
Ryhmän löytämä paksu Marsin kuori paikoin valaisee myös sitä, kuinka planeetta tuottaa lämpöä ja kuinka tämä on muuttunut Marsin historian aikana. Pääasiallinen lämmönlähde Marsin sisältä on alkuaineiden, kuten toriumin, uraanin ja kaliumin, radioaktiivinen hajoaminen.
Tiimi teoriassa, että 50–70 % näistä lämpöä tuottavista alkuaineista sijaitsee Marsin kuoressa. Näin ollen tämän kuoren paksuuden ero Marsissa saattaa selittää, miksi planeetalla on paikallisia alueita, joilla sulamisprosesseja voi tapahtua vielä tänäkin päivänä, koska nämä kuumat kohdat sisältävät myös enemmän radioaktiivisia, lämpöä tuottavia materiaaleja.
"Tämä löytö on erittäin mielenkiintoinen ja lopettaa pitkän tieteellisen keskustelun Marsin kuoren alkuperästä ja rakenteesta", Kim sanoi.
Lue myös: