NASA InSighti maanduriga registreeritud ulatuslik Marsi maavärin viitab uuele uuringule, et planeedi Marsi maakoor mõnes kohas "näeb välja nagu raske soomus".
NASA maanduri seismomeeter InSight, mille missioon lõpeb 2022. aasta detsembris, mõõtis Marsil seismilisi laineid kolm aastat. Tema töö hõlmas 2022. aasta mais registreeritud suurima Marsi maavärina tuvastamist: 4,6-magnituudine maavärin.
Kuigi värinad Marsil olid Maaga võrreldes vaid keskmised maavärinad, ütlesid NASA teadlased toona, et see oli Marsi uurijate oodatava ülempiir. Marsi maavärin oli võimsam kui kõik teised enne seda mõõdetud maavärin kokku.
"See maavärin saatis tugevaid seismilisi laineid, mis liikusid üle Marsi pinna," ütles uuringu juhtiv autor ja Zürichi tehnikaülikooli geofüüsika instituudi seismoloog Doyon Kim. uus rakendus, avaldati 6. mail. "Sellest maavärinast, mis on suurim kogu InSighti missiooni jooksul registreeritud maavärin, täheldasime pinnalaineid, mis tiirlesid Marsil kuni kolm korda."
Seismiliste lainete kiiruse ja sageduse mõõtmine ning see, kuidas need omadused punasel planeedil erinesid, võimaldas Kimil ja meeskonnal saada teavet geoloogiliste struktuuride kohta, millega nad kokku puutusid. Uusi andmeid saadi selliste küsimuste kohta nagu Marsi maakoore sisemine struktuur erinevatel sügavustel.
Enne hiiglaslikku maavärinat registreeris InSight sarnaseid seismilisi laineid, mis tekkisid kahe meteoriidi Marsile kukkumisel. Kuid kosmiline sündmus andis üksikasju ainult piirkondlikul skaalal. Maavärin magnituudiga 5 punkti võimaldas Marsi veelgi sügavamalt uurida, paljastades suured tagajärjed.
Meeskond võttis InSighti esitatud andmed ja ühendas need teistelt missioonidelt saadud teabega Marsi gravitatsiooni ja topograafia kohta. Kogutud uuringud on näidanud teadlastele, et Punase planeedi maakoore paksus varieerub keskmiselt 42–56 kilomeetrit, kuid selle kõige paksem lõik on kaks korda suurem: 90 kilomeetrit.
"Marsi maakoor (keskmiselt) on palju paksem kui Maa või Kuu oma," ütles Kim ja lisas, et Päikesesüsteemi väiksematel planeetide kehadel on tavaliselt paksem maakoor kui suurematel kehadel.
Maakoore paksus kõigub keskmiselt 13-17 kilomeetrit, samas kui 1960. ja 1970. aastate Apollo Kuu-missioonide seismomeetrid tegid kindlaks, et Kuu maakoore paksus kõigub 34-43 kilomeetrit.
InSighti meeskond leidis, et Marsi maakoor on kõige õhem Isise löögibasseinis, iidses umbes 1200 kilomeetri laiuses kraatris. Selles basseinis, mis asub Marsi suure kraatritega lõunapoolsete mägismaa ja põhjamadaliku vahelisel piiril, on Marsi maakoore paksus vaid umbes 10 kilomeetrit.
Kõige paksem maakoor asub aga 90 kilomeetri sügavusel suures Tharsise piirkonnas ja ulatub servast servani peaaegu Ameerika Ühendriikide laiuselt: see on umbes 8 kilomeetrit. Tharsis on tohutu radiaalsete rikete süsteemi aluseks, mis katab umbes kolmandiku Marsi pinnast. See on koduks ka tohututele vulkaanilistele tasandikele ja kolmele Marsi suurimale vulkaanile.
"Meil oli õnn selle maavärina tunnistajaks olla. Maal oleks meil raske määrata maakoore paksust sama tugeva maavärina abil, mis toimus Marsil, - selgitas Kim. "Kuigi Marss on Maast väiksem, transpordib see seismilist energiat tõhusamalt." Töörühma tulemused kinnitasid ka kontrasti Marsi põhja- ja lõunapoolkera vahel. Planeedi põhjaosa koosneb tasasetest madalikest, lõunas aga kõrged platood.
Nn "Marsi dihhotoomiat" põhja ja lõuna vahel on astronoomid ja planeediteadlased täheldanud alates vähemalt NASA Mariner 9 esimesest orbitaalmissioonist aastatel 1971-72, selgub eelretsenseeritud uuringust. avaldatud aastal 2007. Esialgsed hüpoteesid selle erinevuse kohta olid seotud kivimite koostisega, ütleb Kim. "Üks tõug oleks tihedam kui teine."
Uued uuringud aga kinnitavad, et tõu koostisel pole siinkohal tähtsust. Kuigi kivimite koostis on mõlemal poolkeral sama, on maakoore paksus erinev ja see seletab Marsi dihhotoomiat. InSighti seismiliste vaatluste ja gravitatsiooniandmete põhjal näitasid teadlased, et maakoore tihedus põhjapoolsetel madalikul ja lõunapoolsetel mägismaal on sarnane.
Tuvastatud tihedus on kooskõlas InSighti ülalmainitud meteoriidilöökide seismiliste vaatlustega, mis viitavad sellele, et põhja- ja lõunaosa maakoor on valmistatud samast materjalist. (Seismiliste lainete levimisviis läbi kivise maakoore võimaldab teadlastel järeldada selle koostist).
Meeskonna avastus mõnes kohas paksu Marsi maakoorest annab valgust ka sellele, kuidas planeet soojust genereerib ja kuidas see on Marsi ajaloo jooksul muutunud. Marsi sisemuse peamine soojusallikas on selliste elementide nagu toorium, uraan ja kaalium radioaktiivne lagunemine.
Meeskond arvab, et 50–70% neist soojust tootvatest elementidest asub Marsi maakoores. Seega võib selle maakoore paksuse erinevus Marsil selgitada, miks on planeedil kohalikke piirkondi, mille all sulamisprotsesse võib tänapäevalgi toimuda, kuna need levialad sisaldavad ka rohkem radioaktiivseid soojust tekitavaid materjale.
"See avastus on väga huvitav ja teeb lõpu pikale teaduslikule arutelule Marsi maakoore päritolu ja struktuuri üle," ütles Kim.
Loe ka: