Een grootschalige aardbeving op Mars, geregistreerd door NASA's InSight-lander, suggereert dat de korst op de planeet Mars op sommige plaatsen "eruitziet als een zwaar pantser", aldus een nieuwe studie.
NASA's InSight lander-seismometer, waarvan de missie in december 2022 eindigt, heeft drie jaar lang seismische golven op Mars gemeten. Zijn werk omvatte de detectie van de grootste aardbeving op Mars ooit geregistreerd in mei 2022: een aardbeving met een kracht van 4,6.
Hoewel de bevingen op Mars slechts een gemiddelde aardbeving waren in vergelijking met de aarde, zeiden NASA-wetenschappers destijds dat dit de bovengrens was van wat Mars-ontdekkingsreizigers verwachtten te zien. De aardbeving op Mars was krachtiger dan alle andere die vóór de combinatie waren gemeten.
"Deze aardbeving veroorzaakte sterke seismische golven die over het oppervlak van Mars reisden", zei Doyon Kim, hoofdauteur van het onderzoek en seismoloog aan het Institute of Geophysics van de Technische Universiteit van Zürich. nieuwe applicatie, gepubliceerd op 6 mei. "Van deze aardbeving, de grootste aardbeving die tijdens de hele InSight-missie is geregistreerd, hebben we oppervlaktegolven waargenomen die tot drie keer rond Mars cirkelden."
Door de snelheid en frequentie van seismische golven te meten - en hoe die eigenschappen varieerden op de Rode Planeet - konden Kim en het team informatie verzamelen over de geologische structuren die ze tegenkwamen. Er werden nieuwe gegevens verkregen over onder meer de interne structuur van de Marskorst op verschillende diepten.
Vóór de gigantische aardbeving registreerde InSight soortgelijke seismische golven die optraden toen twee meteorieten op Mars vielen. De kosmische gebeurtenis leverde echter alleen details op regionale schaal op. Een aardbeving met een kracht van 5 punten maakte het mogelijk om Mars nog dieper te verkennen, wat grote gevolgen aan het licht bracht.
Het team nam de gegevens van InSight en combineerde deze met informatie van andere missies over de zwaartekracht en topografie van Mars. Verzamelde studies hebben wetenschappers aangetoond dat de korst van de Rode Planeet een dikte heeft die gemiddeld varieert van 42 tot 56 kilometer, maar dat het dikste deel twee keer zo groot is: 90 kilometer.
"De korst van Mars (gemiddeld) is veel dikker dan die van de aarde of de maan," zei Kim, eraan toevoegend dat kleinere planetaire lichamen in het zonnestelsel meestal dikkere korsten hebben dan grotere lichamen.
De dikte van de aardkorst varieert gemiddeld van 13 tot 17 kilometer, terwijl de seismometers van de Apollo-maanmissies van de jaren zestig en zeventig bepaalden dat de dikte van de maankorst varieert van 1960 tot 1970 kilometer.
Het InSight-team ontdekte dat de korst van Mars het dunst is in het Isis Impact Basin, een oude krater van ongeveer 1200 kilometer breed. In dit bassin, gelegen op de grens tussen de zwaar bekraterde zuidelijke hooglanden van Mars en de noordelijke laaglanden, is de dikte van de Marskorst slechts ongeveer 10 kilometer.
Op zijn dikst ligt de korst echter 90 kilometer diep in het uitgestrekte gebied van Tharsis en strekt zich bijna uit over de breedte van de Verenigde Staten van rand tot rand: dat is ongeveer 8 kilometer breed. Tharsis ligt ten grondslag aan een enorm systeem van radiale fouten die ongeveer een derde van het oppervlak van Mars bedekken. Het is ook de thuisbasis van uitgestrekte vulkanische vlaktes en de drie grootste vulkanen op Mars.
"We hadden het geluk getuige te zijn van deze aardbeving. Op aarde zou het voor ons moeilijk zijn om de dikte van de aardkorst te bepalen met behulp van een aardbeving met dezelfde kracht die op Mars plaatsvond, - legde Kim uit. "Hoewel Mars kleiner is dan de aarde, transporteert het seismische energie efficiënter." De resultaten van het team bevestigden ook het contrast tussen het noordelijk en zuidelijk halfrond van Mars. Het noorden van de planeet bestaat uit vlakke laaglanden, terwijl het zuiden hoge plateaus heeft.
De zogenaamde "Martiaanse dichotomie" tussen noord en zuid is waargenomen door astronomen en planetaire wetenschappers sinds ten minste de eerste orbitale missie van NASA's Mariner 9 in 1971-72, volgens een collegiaal getoetste studie. gepubliceerd in 2007. De eerste hypothesen over dit verschil hadden te maken met de samenstelling van de rotsen, zegt Kim. "Het ene ras zou dichter zijn dan het andere."
Nieuwe studies bevestigen echter dat de samenstelling van het ras hier niet relevant is. Hoewel de samenstelling van de rotsen in beide hemisferen hetzelfde is, is de dikte van de korst verschillend, en dit verklaart de dichotomie van Mars. Op basis van seismische waarnemingen van InSight en zwaartekrachtgegevens zeiden de onderzoekers dat ze hebben aangetoond dat de dichtheid van de aardkorst in de noordelijke laaglanden en de zuidelijke hooglanden vergelijkbaar is.
De gedetecteerde dichtheid komt overeen met de seismische waarnemingen van InSight van de eerder genoemde meteorietinslagen, die suggereren dat de korst in het noorden en zuiden van hetzelfde materiaal is gemaakt. (De manier waarop seismische golven zich door de rotsachtige korst voortplanten, stelt onderzoekers in staat de samenstelling ervan af te leiden).
De ontdekking door het team van een dikke Marskorst op sommige plaatsen werpt ook licht op hoe de planeet warmte genereert en hoe dit in de loop van de geschiedenis van Mars is veranderd. De belangrijkste warmtebron van het binnenste van Mars is het radioactieve verval van elementen zoals thorium, uranium en kalium.
Het team theoretiseert dat 50% tot 70% van deze warmteproducerende elementen zich in de Marskorst bevindt. Het verschil in dikte van deze korst op Mars kan dus verklaren waarom er lokale delen van de planeet zijn waar vandaag nog steeds smeltprocessen kunnen plaatsvinden, aangezien deze hotspots ook meer radioactieve, warmtegenererende materialen bevatten.
"Deze ontdekking is zeer interessant en maakt een einde aan een lang wetenschappelijk debat over de oorsprong en structuur van de Marskorst", zei Kim.
Lees ook: