Una missione che svela incredibili segreti dall’interno del Pianeta Rosso – nuova ricerca

Potremmo aver camminato sulla luna e inviato sonde attraverso il sistema solare, ma sappiamo molto poco di cosa sta succedendo all’interno degli altri pianeti. Ora, per la prima volta, siamo stati in grado di vedere l’interno di uno, grazie alla sonda Mars InSight della NASA. la sonda che sbarcato nel 2018, dotato di un mezzo da sbarco a energia solare pieno di attrezzature, incluso un sismometro (un rilevatore di vibrazioni altamente sensibile).

conseguenze, Pubblicato in tre studi in Scienze في, alcune scoperte inaspettate sull’interno di Marte, incluso un nucleo molto grande.

Sebbene non ci siano placche tettoniche su Marte Scoperte le prime “paludi” A pochi mesi dall’atterraggio della sonda. Ciò può derivare da vibrazioni causate da meteoriti che colpiscono la superficie o da processi all’interno del pianeta.

I terremoti sono difficili da rilevare su Marte, in parte perché il sismometro è soggetto a condizioni meteorologiche marziane estreme, con periodi di vento variabili stagionalmente che oscurano i dati. I segnali utilizzati per esplorare l’interno di Marte provengono tutti da terremoti relativamente piccoli, i migliori tra Finora ne sono stati scoperti centinaia.

I pianeti crescono per accrescimento di materiale (accumulo) all’inizio della vita del Sistema Solare. Ma i suoi componenti interni non sono una miscela uniforme di questi componenti elementari – subiscono anche differenziazione, con alcuni metalli leggeri che “fluttuano” verso la superficie, mentre componenti più pesanti come il ferro affondano verso il centro del pianeta. Ci aspettiamo che i pianeti rocciosi come Marte abbiano un nucleo ricco di ferro, seguito da un nucleo silicato Lo strato è chiamato mantello e la pelle esterna è conosciuta come corteccia. Fino ad ora, non si sapeva quanto di ciascuno di questi strati occupasse il pianeta Marte.

cuore di metallo

È impossibile ottenere un campione del nucleo di Marte. Invece, per stimare la loro grandezza, abbiamo usato le onde sismiche (create dalle paludi). Sulla Terra, il raggio del nucleo è stato inizialmente stimato trovando la sua “ombra”, un’area in cui il nucleo interrompe l’arrivo di onde sismiche da terremoti lontani. il nostro studio Doveva fare affidamento su un tipo specifico di onde laterali a movimento lento chiamate onde S che sarebbero state riflesse in superficie attraverso l’interfaccia tra il nucleo e il mantello.

Un’attenta manipolazione sismica da parte di sismologi di tutto il mondo ha rivelato segnali provenienti da sei paludi relativamente vicine alla sonda. Combinate con le informazioni provenienti dalla fisica dei minerali e dalle onde sismiche che viaggiano attraverso il mantello, siamo stati in grado di stimare le dimensioni e la densità del nucleo marziano. Questo indica un raggio di 1.830 chilometri (più o meno 40 chilometri) – poco più del raggio del pianeta, che è più grande di quanto pensassimo.

Il nucleo più grande del previsto richiede che una proporzione relativamente grande degli elementi più leggeri venga miscelata con il ferro. Grazie al nostro lavoro, ora sappiamo che il nucleo di Marte deve avere un alto contenuto di zolfo e altri elementi leggeri. Gli esperimenti mostrano che è improbabile che i composti di ferro liquido contenenti così tanto zolfo si solidifichino alle pressioni e alle temperature che ci aspettiamo al centro di Marte, quindi è improbabile che abbiano un nucleo interno solido come la Terra. Questo può aiutarci a capire perché oggi su Marte non esiste un campo magnetico planetario, a differenza della Terra.

Strati e strati

La crosta del pianeta è costituita da una minuscola frazione della sua massa. Ma le interazioni chimiche e termiche della crosta marziana con l’atmosfera, e con qualsiasi acqua o ghiaccio presente, aiutano a creare le condizioni che determinano se la vita può esistere lì.

Nel Il nuovo secondo studioUn altro team ha studiato le onde sismiche che si sono trasformate da onde P, che sono onde di compressione veloce, a onde S (o viceversa) quando hanno incontrato diversi materiali rocciosi e ha valutato le vibrazioni di fondo e gravitazionali, per sondare la crosta marziana. Ciò indica che il possibile spessore medio della crosta di Marte varia da 24 km a 72 km. Ciò significa che possiamo escludere stime precedenti fino a circa 100 chilometri.

Da oltre 100 anni di sismologia sulla Terra, sappiamo che il mantello si trova sotto la crosta più sottile, ma il mantello stesso non è uniforme fino al nucleo. Il mantello superiore e la crosta, conosciuti insieme come litosfera, sono solidi, mentre il mantello inferiore è un solido che può fluire. Sulla Terra, le placche della litosfera si muovono come parte della tettonica delle placche, ma su Marte non è chiaro quale ruolo giochi la litosfera.

Per campionare per diverse profondità del mantello, possiamo usare onde sismiche sia dirette che riflesse. Le onde dirette P o S affondano in profondità nel mantello e poi tornano in superficie. La profondità a cui viaggiano dipende dalla struttura del pianeta e dalla distanza dal terremoto al sismometro. Le onde riflesse tornano in superficie e affondano ancora due o tre volte. Terzo studio Ha identificato otto terremoti a bassa frequenza che hanno prodotto onde dirette e riflesse e li ha usati per creare e testare diversi modelli della crosta e del mantello di Marte.

Confrontando dati e modelli, hanno scoperto che la litosfera di Marte varia tra 400 km e 600 km. Questo è molto più spesso di qualsiasi strato solido visto sulla Terra e significa che la crosta di Marte ha una maggiore concentrazione di elementi radioattivi che producono calore rispetto a quanto si pensasse in precedenza.

Ora sappiamo di più sui componenti che sono stati usati per costruire Marte e che ha un’atmosfera rocciosa molto densa, che consente al nostro pianeta fratello minore di trattenere il suo calore interno. Sebbene i futuri astronauti non dovranno preoccuparsi dei piccoli terremoti che abbiamo usato per esplorare il Pianeta Rosso, la mancanza di un campo magnetico generato dal nucleo ricco di zolfo significa che loro e le loro attrezzature dovranno prestare particolare attenzione alle condizioni estreme. vento solare.

La nostra nuova comprensione dell’interno di Marte fa parte di una nuova era della sismologia planetaria, più di cinquant’anni fa. Missioni Apollo I sismometri sono atterrati sulla luna. Nuovi sismometri saranno schierati sulla luna come parte di part Missione Artemide, mentre il libellula La missione collocherà un sismometro sulla luna di Saturno, Titano, a metà degli anni 2030. Questi esperimenti ci aiuteranno a capire meglio come si formano ed evolvono i pianeti: vedere in profondità Marte è solo un pezzo del puzzle delle dimensioni del sistema solare.