Cutremurele de Marte dezvăluie că Planeta Roșie are un miez lichid cu jumătate din diametrul său

Marte a avut prima sa scanare CT, datorită analizelor undelor seismice preluate de dispozitivul de aterizare InSight al NASA. Diagnostic: Miezul Planetei Roșii este cel puțin parțial lichid, așa cum sugeraseră unele studii anterioare, și este ceva mai mare decât se aștepta.

InSight a ajuns pe Marte la sfârșitul anului 2018 și la scurt timp după aceea a detectat primul cutremur cunoscut (SN: 26/11/18; SN: 23/04/19). De atunci, instrumentele landerului au captat mai mult de o mie de tremurături, majoritatea zgomote minore. Multe dintre aceste cutremure au avut originea într-o regiune activă din punct de vedere seismic, aflată la mai mult de 1.000 de kilometri distanță de lander. O mică parte din cutremure au avut magnitudini cuprinse între 3,0 și 4,0, iar vibrațiile rezultate au permis oamenilor de știință să cerceteze Marte și să dezvăluie noi indicii despre structura sa interioară.

Simon Stähler, seismolog la ETH Zurich, și colegii săi au analizat undele seismice de la 11 cutremur, căutând două tipuri de unde: presiune și forfecare. Spre deosebire de undele de presiune, undele de forfecare nu pot trece printr-un lichid și se mișcă mai încet, călătorind dintr-o parte în alta prin materiale solide, mai degrabă decât într-o mișcare de împingere și tragere în aceeași direcție în care se deplasează unda ca undele de presiune. .

Dintre aceste 11 evenimente, șase seturi de vibrații au inclus unde de forfecare suficient de puternice pentru a ieși în evidență de zgomotul de fond. Puterea acestor unde de forfecare sugerează că s-au reflectat pe suprafața exterioară a unui miez lichid, mai degrabă decât să intre într-un miez solid și să fie parțial absorbite, spune Stähler. Iar diferența de timpi de sosire la InSight pentru undele de presiune și undele de forfecare pentru fiecare cutremur sugerează că miezul lui Marte are aproximativ 3.660 de kilometri în diametru, raportează el și colegii lui în 23 iulie. Ştiinţă.

Aceasta este puțin mai mult de jumătate din diametrul întregii planete, mai mare decât majoritatea estimărilor anterioare. Miezul Planetei Roșii este atât de mare, de fapt, încât împiedică InSight să primească anumite tipuri de unde seismice de la o mare parte a planetei. Aceasta, la rândul său, sugerează că Marte ar putea fi mai activ din punct de vedere seismic decât pot detecta senzorii aterizatorului. Într-adevăr, una dintre regiunile din punctul orb seismic al landerului este regiunea Tharsis, unde se află unii dintre cei mai mari vulcani ai lui Marte. Activitatea vulcanică de acolo, precum și mișcarea rocii topite în interiorul scoarței din acea regiune, ar putea declanșa cutremure sau unde seismice.

ilustrare a undelor seismice din interiorul lui Marte
Undele seismice (liniile roșii din această ilustrație) care călătoresc prin Marte de la sursa unui cutremur (de exemplu, punct roșu) până la aterizatorul InSight (punct alb) dezvăluie structura internă a Planetei Roșii, inclusiv un nucleu masiv (galben-alb) mai mult de jumătate din diametrul planetei.Chris Bickel/Ştiinţă

Deși datele recent analizate confirmă că nucleul exterior al planetei este lichid, nu este încă clar dacă Marte are un nucleu interior solid precum Pământul, spune coautorul studiului Amir Khan, geofizician și la ETH Zurich. „Semnalul ar trebui să fie acolo în datele seismice”, spune el. „Trebuie doar să-l găsim.”

Într-o analiză separată publicată și în Ştiinţă, Khan și colegii săi sugerează că punctul oarb ​​seismic al InSight poate proveni, de asemenea, parțial, din modul în care undele seismice încetinesc și se îndoaie pe măsură ce călătoresc adânc în interiorul planetei. Schimbările în viteza și direcția undelor seismice pot rezulta din variațiile treptate ale temperaturii sau densității rocii, de exemplu.

Undele seismice ale lui Marte indică, de asemenea, grosimea scoarței planetei. Pe măsură ce răsar înainte și înapoi în interiorul planetei, valurile sar de interfețele dintre diferite straturi și tipuri de roci, spune Brigitte Knapmeyer-Endrun, seismolog la Universitatea din Köln din Bergisch Gladbach, Germania. Într-un studiu separat în Ştiinţă, ea și echipa ei au analizat semnale seismice care s-au reflectat pe mai multe astfel de interfețe din apropierea suprafeței lui Marte, ceea ce face dificilă determinarea adâncimii la care se termină scoarța planetei și la care începe mantaua subiacentă, spune ea. Cercetătorii au ajuns însă la concluzia că grosimea medie a crustei se află probabil între 24 și 72 de kilometri. Pentru comparație, scoarța oceanică a Pământului are o grosime de aproximativ 6 până la 7 kilometri, în timp ce scoarța continentală a planetei are o grosime de 35 până la 40 de kilometri.

Împreună, aceste analize seismice sunt primele care investighează interiorul unei alte planete stâncoase decât Pământul, spune Stähler. Ca atare, ele oferă „adevărul de la sol” pentru măsurătorile făcute de navele spațiale care orbitează Marte și ar putea ajuta oamenii de știință să interpreteze mai bine datele culese de pe orbită în jurul altor planete, cum ar fi Mercur și Venus.

Descoperirile ar putea oferi, de asemenea, perspective care i-ar ajuta pe oamenii de știință planetar să înțeleagă mai bine cum s-a format și a evoluat Marte de-a lungul vieții sistemului solar și cum Planeta Roșie a ajuns să fie atât de diferită de Pământ, spune Sanne Cottaar, geofizician la Universitatea din Cambridge. Cottaar a scris un comentariu, publicat și în Ştiinţă, despre noua cercetare. „Marte a fost pus împreună cu blocuri similare” ca Pământul, spune ea, „dar a avut un rezultat diferit”.