Egy új tanulmány szerint a NASA InSight leszállóegysége által rögzített nagyszabású marsi földrengés azt sugallja, hogy a Mars bolygó kérge néhol "nehéz páncélnak tűnik".
A NASA InSight lander szeizmométere, amelynek küldetése 2022 decemberében ér véget, három évet töltött szeizmikus hullámok mérésével a Marson. Munkái közé tartozott a valaha feljegyzett legnagyobb marsi földrengés észlelése 2022 májusában: egy 4,6-os erősségű földrengés.
Bár a Marson a földrengés csak egy átlagos földrengés volt a Földhöz képest, a NASA tudósai akkor azt mondták, hogy ez volt a felső határa annak, amit a Mars-kutatók látni fognak. A marsi földrengés erősebb volt, mint az összes többi, amelyet azelőtt mértek együttvéve.
"Ez a földrengés erős szeizmikus hullámokat küldött a Mars felszínén" - mondta Doyon Kim, a tanulmány vezető szerzője és a Zürichi Műszaki Egyetem Geofizikai Intézetének szeizmológusa. új alkalmazásmájus 6-án jelent meg. "Ebből a földrengésből, a legnagyobb földrengésből, amelyet az egész InSight küldetés során regisztráltak, olyan felszíni hullámokat figyeltünk meg, amelyek akár háromszor is megkerülték a Marsot."
A szeizmikus hullámok sebességének és frekvenciájának mérése – és az, hogy ezek a tulajdonságok hogyan változtak a Vörös Bolygón – lehetővé tette Kim és a csapat számára, hogy információkat szerezzenek azokról a geológiai struktúrákról, amelyekkel találkoztak. Új adatokat szereztek olyan kérdésekről, mint a marsi kéreg belső szerkezete különböző mélységekben.
Az óriási földrengés előtt az InSight hasonló szeizmikus hullámokat rögzített, amelyek két meteorit Marsra zuhanásakor keletkeztek. A kozmikus esemény azonban csak regionális léptékű részletekkel szolgált. Egy 5 pontos erősségű földrengés tette lehetővé a Mars még mélyebb feltárását, ami nagy következményeket tárt fel.
A csapat átvette az InSight által szolgáltatott adatokat, és kombinálta azokat más küldetések adataival a Mars gravitációjáról és domborzatáról. Összegyűjtött tanulmányok kimutatták a tudósok számára, hogy a Vörös Bolygó kéreg vastagsága átlagosan 42 és 56 kilométer között változik, de a legvastagabb része kétszer akkora: 90 kilométer.
"A marsi kéreg (átlagosan) sokkal vastagabb, mint a Földé vagy a Holdé" - mondta Kim, hozzátéve, hogy a Naprendszerben a kisebb bolygótestek általában vastagabb kérgekkel rendelkeznek, mint a nagyobb testek.
A földkéreg vastagsága átlagosan 13 és 17 kilométer között változik, míg az 1960-as és 1970-es évek Apollo Hold-küldetésének szeizmométerei a holdkéreg vastagságát 34 és 43 kilométer között határozták meg.
Az InSight csapata megállapította, hogy a marsi kéreg a legvékonyabb az Isis Impact medencéjében, egy körülbelül 1200 kilométer széles ősi kráterben. Ebben a medencében, amely a Mars erősen kráteres déli hegyvidéke és az északi alföld határán helyezkedik el, a marsi kéreg vastagsága mindössze 10 kilométer.
A legvastagabb esetben azonban a kéreg 90 kilométer mélyen fekszik Tharsis hatalmas régiójában, és majdnem az Egyesült Államok szélességében húzódik a szélétől a széléig: ez körülbelül 8 kilométer átmérőjű. A Tharsis a Mars felszínének körülbelül egyharmadát lefedő sugárirányú törések hatalmas rendszerének hátterében áll. Hatalmas vulkáni síkságoknak és a Mars három legnagyobb vulkánjának is otthont ad.
„Szerencsénk volt, hogy tanúi lehettünk ennek a földrengésnek. A Földön nehéz lenne meghatároznunk a földkéreg vastagságát egy ugyanolyan erejű földrengés segítségével, mint a Marson – magyarázta Kim. "Bár a Mars kisebb, mint a Föld, hatékonyabban szállítja a szeizmikus energiát." A csapat eredményei is megerősítették a Mars északi és déli féltekéje közötti kontrasztot. A bolygó északi része lapos alföldekből áll, míg délen magas fennsíkok találhatók.
Az észak és dél közötti úgynevezett "marsi dichotómiát" csillagászok és bolygókutatók figyelték meg legalább a NASA Mariner 9 1971-72-es első keringési küldetése óta – derül ki egy szakértői vizsgálatból. közzétett 2007-ben. Az erről a különbségről szóló kezdeti hipotézisek a kőzetek összetételéhez kapcsolódnak, mondja Kim. – Az egyik fajta sűrűbb lenne, mint a másik.
Az új tanulmányok azonban megerősítik, hogy a fajta összetétele itt irreleváns. Bár a kőzetek összetétele mindkét féltekén azonos, a kéreg vastagsága eltérő, és ez magyarázza a marsi kettősséget. Az InSight szeizmikus megfigyelései és a gravitációs adatok alapján a kutatók kimutatták, hogy a kéregsűrűség az északi alföldön és a déli hegyvidéken hasonló.
Az észlelt sűrűség összhangban van az InSight fent említett meteoritbecsapódások szeizmikus megfigyeléseivel, amelyek arra utalnak, hogy az északi és déli kéreg ugyanabból az anyagból készült. (A szeizmikus hullámok terjedésének módja a sziklás kéregben lehetővé teszi a kutatóknak, hogy következtessenek annak összetételére).
Az, hogy a csapat egyes helyeken vastag marsi kérget fedezett fel, arra is rávilágít, hogy a bolygó hogyan termel hőt, és hogyan változott ez a Mars története során. A Mars belsejéből származó hő fő forrása az olyan elemek radioaktív bomlása, mint a tórium, az urán és a kálium.
A csapat elmélete szerint ezen hőtermelő elemek 50-70%-a a marsi kéregben található. Így ennek a kéregnek a vastagságbeli különbsége a Marson magyarázatot adhat arra, hogy miért vannak a bolygónak olyan lokális régiói, amelyek alatt még ma is olvadási folyamatok következhetnek be, hiszen ezek a gócpontok több radioaktív, hőtermelő anyagot is tartalmaznak.
"Ez a felfedezés nagyon érdekes, és véget vet egy hosszú tudományos vitának a marsi kéreg eredetéről és szerkezetéről" - mondta Kim.
Olvassa el még: