แผ่นดินไหวบนดาวอังคารขนาดใหญ่ที่บันทึกโดยยาน InSight ของ NASA บ่งชี้ว่าเปลือกโลกบนดาวอังคารในบางแห่ง "ดูเหมือนเกราะหนัก" จากการศึกษาครั้งใหม่
เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ลงจอด InSight ของ NASA ซึ่งสิ้นสุดภารกิจในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2022 ใช้เวลาสามปีในการวัดคลื่นไหวสะเทือนบนดาวอังคาร งานของเขารวมถึงการตรวจจับแผ่นดินไหวบนดาวอังคารที่ใหญ่ที่สุดที่เคยบันทึกไว้ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2022 ซึ่งก็คือแผ่นดินไหวขนาด 4,6
แม้ว่าแรงสั่นสะเทือนบนดาวอังคารจะเป็นเพียงแผ่นดินไหวโดยเฉลี่ยเมื่อเทียบกับโลก นักวิทยาศาสตร์ของ NASA กล่าวในเวลานั้นว่า นี่เป็นขีดจำกัดสูงสุดของสิ่งที่นักสำรวจดาวอังคารคาดว่าจะเห็น แผ่นดินไหวบนดาวอังคารรุนแรงกว่าแผ่นดินไหวครั้งอื่นทั้งหมดที่วัดได้ก่อนที่จะรวมกัน
"แผ่นดินไหวครั้งนี้ส่งคลื่นไหวสะเทือนรุนแรงที่เดินทางผ่านพื้นผิวดาวอังคาร" ผู้เขียนนำการศึกษาและนักแผ่นดินไหววิทยาแห่งสถาบันธรณีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซูริก กล่าวโดยโดยอน คิม แอปพลิเคชันใหม่เผยแพร่เมื่อวันที่ 6 พฤษภาคม "จากแผ่นดินไหวครั้งนี้ ซึ่งเป็นแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่สุดที่บันทึกไว้ระหว่างภารกิจ InSight ทั้งหมด เราสังเกตเห็นคลื่นพื้นผิวที่โคจรรอบดาวอังคารถึงสามครั้ง"
การวัดความเร็วและความถี่ของคลื่นไหวสะเทือนและลักษณะต่างๆ ของดาวเคราะห์แดงทำให้คิมและทีมได้รับข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่พบ ได้รับข้อมูลใหม่สำหรับคำถามเช่นโครงสร้างภายในของเปลือกโลกดาวอังคารที่ระดับความลึกต่างๆ
ก่อนเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ InSight ได้บันทึกคลื่นไหวสะเทือนที่คล้ายกันซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุกกาบาต 5 ลูกตกลงบนดาวอังคาร อย่างไรก็ตาม เหตุการณ์จักรวาลให้รายละเอียดในระดับภูมิภาคเท่านั้น แผ่นดินไหวขนาด XNUMX จุดทำให้สามารถสำรวจดาวอังคารได้ลึกยิ่งขึ้น เผยให้เห็นผลลัพธ์ที่ยิ่งใหญ่
ทีมงานนำข้อมูลจาก InSight มารวมกับข้อมูลจากภารกิจอื่นๆ เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและภูมิประเทศของดาวอังคาร การศึกษาที่รวบรวมได้แสดงให้นักวิทยาศาสตร์เห็นว่าเปลือกโลกสีแดงมีความหนาที่แตกต่างกันโดยเฉลี่ยตั้งแต่ 42 ถึง 56 กิโลเมตร แต่ส่วนที่หนาที่สุดมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า: 90 กิโลเมตร
“เปลือกดาวอังคาร (โดยเฉลี่ย) หนากว่าของโลกหรือดวงจันทร์มาก” คิมกล่าว พร้อมเสริมว่าดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กกว่าในระบบสุริยะมีแนวโน้มที่จะมีเปลือกโลกที่หนากว่าวัตถุที่ใหญ่กว่า
ความหนาของเปลือกโลกแตกต่างกันไปโดยเฉลี่ยตั้งแต่ 13 ถึง 17 กิโลเมตร ในขณะที่เครื่องวัดแผ่นดินไหวของภารกิจ Apollo บนดวงจันทร์ในช่วงปี 1960 และ 1970 ระบุว่าความหนาของเปลือกโลกจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 34 ถึง 43 กิโลเมตร
ทีม InSight พบว่าเปลือกโลกของดาวอังคารบางที่สุดใน Isis Impact Basin ซึ่งเป็นปล่องภูเขาไฟโบราณที่มีความกว้างประมาณ 1200 กิโลเมตร ในแอ่งนี้ตั้งอยู่ที่รอยต่อระหว่างที่ราบสูงทางตอนใต้ของดาวอังคารที่มีหลุมอุกกาบาตสูงและที่ราบลุ่มทางตอนเหนือ ความหนาของเปลือกโลกของดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ 10 กิโลเมตรเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ที่เปลือกโลกที่หนาที่สุดนั้น เปลือกโลกอยู่ลึกลงไป 90 กิโลเมตรในพื้นที่อันกว้างใหญ่ของธาร์ซิส และทอดยาวเกือบเท่ากับความกว้างของสหรัฐอเมริกาจากขอบจรดขอบ นั่นคือประมาณ 8 กิโลเมตร ทาร์ซิสรองรับระบบรอยเลื่อนในแนวรัศมีขนาดใหญ่ที่ครอบคลุมพื้นที่ประมาณหนึ่งในสามของพื้นผิวดาวอังคาร นอกจากนี้ยังเป็นที่ตั้งของที่ราบภูเขาไฟขนาดใหญ่และภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดสามแห่งบนดาวอังคาร
“เราโชคดีที่ได้เห็นแผ่นดินไหวครั้งนี้ บนโลกคงเป็นเรื่องยากสำหรับเราที่จะกำหนดความหนาของเปลือกโลกด้วยความช่วยเหลือของแผ่นดินไหวที่มีแรงแบบเดียวกับที่เกิดขึ้นบนดาวอังคาร - คิมอธิบาย "แม้ว่าดาวอังคารจะมีขนาดเล็กกว่าโลก แต่ก็ขนส่งพลังงานคลื่นไหวสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า" ผลลัพธ์ของทีมยังยืนยันความแตกต่างระหว่างซีกเหนือและซีกใต้ของดาวอังคาร ทางเหนือของโลกประกอบด้วยที่ราบลุ่มในขณะที่ทางใต้มีที่ราบสูง
สิ่งที่เรียกว่า "การแบ่งขั้วของดาวอังคาร" ระหว่างทิศเหนือและทิศใต้ได้รับการสังเกตโดยนักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์ตั้งแต่อย่างน้อยภารกิจการโคจรครั้งแรกของยานมาริเนอร์ 9 ของนาซ่าในปี พ.ศ. 1971-72 จากการศึกษาทบทวนโดยผู้รู้ ที่ตีพิมพ์ ในปี 2007 สมมติฐานเบื้องต้นเกี่ยวกับความแตกต่างนี้เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของหิน Kim กล่าว "สายพันธุ์หนึ่งจะหนาแน่นกว่าอีกสายพันธุ์หนึ่ง"
อย่างไรก็ตาม การศึกษาใหม่ยืนยันว่าองค์ประกอบของสายพันธุ์ไม่เกี่ยวข้องที่นี่ แม้ว่าองค์ประกอบของหินจะเหมือนกันในซีกโลกทั้งสอง แต่ความหนาของเปลือกโลกนั้นแตกต่างกัน และสิ่งนี้อธิบายถึงการแบ่งขั้วของดาวอังคาร จากการสังเกตการณ์แผ่นดินไหวและข้อมูลแรงโน้มถ่วงของ InSight นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของเปลือกโลกในที่ราบลุ่มทางตอนเหนือและที่ราบสูงทางตอนใต้มีความคล้ายคลึงกัน
ความหนาแน่นที่ตรวจพบนั้นสอดคล้องกับการสังเกตการณ์แผ่นดินไหวของ InSight เกี่ยวกับผลกระทบของอุกกาบาตดังกล่าว ซึ่งบ่งชี้ว่าเปลือกโลกทางตอนเหนือและตอนใต้ทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน (วิธีที่คลื่นไหวสะเทือนแพร่กระจายผ่านเปลือกหินทำให้นักวิจัยสามารถสรุปองค์ประกอบของมันได้)
การค้นพบเปลือกโลกของดาวอังคารที่หนาในบางแห่งของทีมงานยังเผยให้เห็นถึงวิธีที่โลกสร้างความร้อน และการเปลี่ยนแปลงนี้ตลอดประวัติศาสตร์ของดาวอังคาร แหล่งที่มาหลักของความร้อนจากภายในดาวอังคารคือการสลายกัมมันตภาพรังสีของธาตุต่างๆ เช่น ทอเรียม ยูเรเนียม และโพแทสเซียม
ทีมงานตั้งทฤษฎีว่า 50% ถึง 70% ขององค์ประกอบที่สร้างความร้อนเหล่านี้อาศัยอยู่ในเปลือกโลกของดาวอังคาร ดังนั้น ความแตกต่างของความหนาของเปลือกโลกบนดาวอังคารอาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงมีพื้นที่ในท้องถิ่นของดาวเคราะห์ที่กระบวนการหลอมละลายยังคงเกิดขึ้นได้ในปัจจุบัน เนื่องจากฮอตสปอตเหล่านี้ยังมีสารกัมมันตภาพรังสีที่ก่อให้เกิดความร้อนอยู่มากกว่า
“การค้นพบนี้น่าสนใจมากและยุติการถกเถียงทางวิทยาศาสตร์อันยาวนานเกี่ยวกับต้นกำเนิดและโครงสร้างของเปลือกโลกบนดาวอังคาร” คิมกล่าว
อ่านเพิ่มเติม: