Et storskala jordskjelv fra Mars registrert av NASAs InSight-lander antyder at jordskorpen på planeten Mars noen steder «ser ut som tung rustning», ifølge en ny studie.
NASAs InSight-lander-seismometer, hvis oppdrag avsluttes i desember 2022, brukte tre år på å måle seismiske bølger på Mars. Arbeidet hans inkluderte påvisningen av det største jordskjelvet fra Mars som noen gang er registrert i mai 2022: et jordskjelv med en styrke på 4,6.
Selv om skjelvingene på Mars bare var et gjennomsnittlig jordskjelv sammenlignet med Jorden, sa NASA-forskere den gang at dette var den øvre grensen for hva Mars-utforskere forventet å se. Jordskjelvet på Mars var kraftigere enn alle de andre målte før det kom sammen.
"Dette jordskjelvet sendte sterke seismiske bølger som reiste over overflaten av Mars," sa hovedstudieforfatter og seismolog ved Institute of Geophysics ved Zürich University of Technology, Doyon Kim, i ny søknad, publisert 6. mai. "Fra dette jordskjelvet, det største jordskjelvet registrert under hele InSight-oppdraget, observerte vi overflatebølger som sirklet rundt Mars opptil tre ganger."
Måling av hastigheten og frekvensen til seismiske bølger – og hvordan disse egenskapene varierte på tvers av den røde planeten – tillot Kim og teamet å få informasjon om de geologiske strukturene de møtte. Nye data ble innhentet om slike spørsmål som den indre strukturen til Mars-skorpen på forskjellige dyp.
Før det gigantiske jordskjelvet registrerte InSight lignende seismiske bølger som oppsto da to meteoritter falt på Mars. Imidlertid ga den kosmiske hendelsen kun detaljer i regional skala. Et jordskjelv med en styrke på 5 poeng gjorde det mulig å utforske Mars enda dypere, og avslørte store konsekvenser.
Teamet tok dataene fra InSight og kombinerte dem med informasjon fra andre oppdrag om gravitasjonen og topografien til Mars. Innsamlede studier har vist forskere at skorpen på den røde planeten har en tykkelse som varierer i gjennomsnitt fra 42 til 56 kilometer, men den tykkeste delen er dobbelt så stor: 90 kilometer.
"Marsskorpen (i gjennomsnitt) er mye tykkere enn jordens eller månen," sa Kim og la til at mindre planetariske kropper i solsystemet har en tendens til å ha tykkere skorper enn større kropper.
Tykkelsen på jordskorpen varierer i gjennomsnitt fra 13 til 17 kilometer, mens seismometrene til Apollo-måneoppdragene på 1960- og 1970-tallet bestemte at tykkelsen på måneskorpen varierer fra 34 til 43 kilometer.
InSight-teamet fant at Mars-skorpen er tynnest i Isis Impact Basin, et eldgammelt krater som er omtrent 1200 kilometer bredt. I dette bassenget, som ligger på grensen mellom det kraftige krateret sørlige høylandet på Mars og det nordlige lavlandet, er tykkelsen på Mars-skorpen bare rundt 10 kilometer.
På sitt tykkeste ligger imidlertid jordskorpen 90 kilometer dypt i den enorme regionen Tharsis og strekker seg nesten langs bredden av USA fra kant til kant: det er omtrent 8 kilometer på tvers. Tharsis ligger til grunn for et enormt system av radielle forkastninger som dekker omtrent en tredjedel av overflaten til Mars. Det er også hjemsted for store vulkanske sletter og de tre største vulkanene på Mars.
"Vi var heldige som var vitne til dette jordskjelvet. På jorden ville det være vanskelig for oss å bestemme tykkelsen på jordskorpen ved hjelp av et jordskjelv med samme kraft som skjedde på Mars, - forklarte Kim. "Selv om Mars er mindre enn jorden, transporterer den seismisk energi mer effektivt." Teamets resultater bekreftet også kontrasten mellom den nordlige og sørlige halvkule av Mars. Den nordlige delen av planeten består av flatt lavland, mens sør har høye platåer.
Den såkalte "Mars-dikotomien" mellom nord og sør har blitt observert av astronomer og planetariske forskere siden i det minste tidspunktet for NASAs første Mariner 9-baneoppdrag i 1971-72, ifølge en fagfellevurdert studie. publisert i 2007. De første hypotesene om denne forskjellen var knyttet til sammensetningen av bergartene, sier Kim. "Den ene rasen ville være tettere enn den andre."
Nye studier bekrefter imidlertid at sammensetningen av rasen er irrelevant her. Selv om sammensetningen av bergartene er den samme i begge halvkulene, er tykkelsen på skorpen forskjellig, og dette forklarer todelingen på mars. Basert på InSight seismiske observasjoner og gravitasjonsdata, sa forskerne at de demonstrerte at tetthetene i det nordlige lavlandet og det sørlige høylandet er like.
Den påviste tettheten samsvarer med InSights seismiske observasjoner av de nevnte meteorittnedslagene, som tyder på at jordskorpen i nord og sør er laget av samme materiale. (Måten seismiske bølger forplanter seg gjennom steinskorpen gjør at forskere kan utlede sammensetningen).
Teamets oppdagelse av en tykk Mars-skorpe noen steder kaster også lys over hvordan planeten genererer varme, og hvordan dette har endret seg gjennom Mars' historie. Hovedkilden til varme fra det indre av Mars er radioaktivt forfall av grunnstoffer som thorium, uran og kalium.
Teamet teoretiserer at 50 % til 70 % av disse varmeproduserende elementene befinner seg i Mars-skorpen. Dermed kan forskjellen i tykkelse på denne skorpen på Mars forklare hvorfor det er lokale regioner på planeten der smelteprosesser fortsatt kan forekomme i dag, siden disse hotspotene også inneholder mer radioaktive, varmegenererende materialer.
"Denne oppdagelsen er veldig interessant og setter en stopper for en lang vitenskapelig debatt om opprinnelsen og strukturen til Mars-skorpen," sa Kim.
Les også: