A NASA űreszköze földrengéshullámok révén állapította meg a kéreg, a köpeny és a mag méreteit.

A NASA leszállóegysége 2018-ban érkezett a vörös bolygóra, amelyet előtte jobbára roverek és az űrben keringő szondák vizsgáltak, elsősorban a felszínre koncentrálva. A landolóegység és annak szeizmométere megváltoztatta ezt, hiszen ez először engedett bepillantást a bolygó mélyébe.

A szakértők a napokban három tanulmányban tették közzé a szeizmométer adataiból kideríthető jellemzőket, amelyek a Mars kérgével, köpenyével és magjával kapcsolatban szolgáltatnak információkat, többek közt megerősítve, hogy a planéta közepe olvadt állapotú. A Föld esetében a külső mag olvadt, míg a belső rész szilárd, az egyelőre bizonytalan, hogy a Mars esetében is így van-e, de az InSight további mérései segíthetnek ezt is kideríteni.

„Amikor először elkezdtük tervezni a küldetést több mint egy évtizeddel ezelőtt, csak reménykedtünk benne, hogy olyan információkhoz jutunk, mint amelyek ezekből a tanulmányokból kiderülnek” – mondja Bruce Banerdt, az InSight-projekt vezető kutatója. A SEIS nevű műszer eddig 733 marsrengést detektált, amelyek közül 35 3–4 magnitúdó közötti volt – ez utóbbiak adták a most megjelent kutatások gerincét.

A földrengéshullámok azért alkalmasak a bolygók belsejének vizsgálatára, mert a különböző anyagú rétegekben másként terjednek. Ezen varianciák révén feltérképezhető a planéták struktúrája. Ezt a szeizmológusok korábban megtették a Földdel, most pedig, az InSight révén a Mars van soron.

A Mars a Földhöz hasonlóan felhevült, ahogy anyaga összeállt a Nap körül keringő porból és nagyobb anyagcsomókból. Az első pár tízmillió évben ez az anyag három jól elkülönülő rétegbe differenciálódott, a kéregbe, a köpenybe és a magba. Az InSight fő feladata az volt, hogy kiderítse ezen rétegek vastagságát és esetleges szerkezeti jellegzetességeit.

A Science oldalain megjelent három tanulmány mindegyike egy-egy rétegre összpontosít. A mérési eredmények alapján a kéreg vékonyabb, mint várták, viszont két vagy három alréteggel is rendelkezik. Vastagsága így együttesen 20–37 kilométer között lehet. A kéreg alatt elhelyezkedő köpeny 1560 kilométerre nyúlik a felszíntől. Ennek mélyén van az 1830 kilométer sugarú, olvadt anyagú mag, amely különösen izgalmas a szakértők számára. Ahogy Simon Stähler, a kutatócsoport svájci tagja mondja, a Föld esetében évszázadokba telt a mag lemérése, az Apollo-küldetések után pedig 40 évig tartott a Hold magméretének meghatározása. Az InSight révén a kutatóknak ez a Mars esetében csak két évbe telt.

A Földön a legtöbb nagyobb rengés törésvonalak mentén pattan ki, ahogy a kőzetlemezek elmozdulnak egymáshoz képest. A Marson kőzetlemezek nincsenek, a kérget egyetlen darab alkotja. De a stresszhatások miatt ebben is létrejönnek repedések, ahogy a bolygó hűl és összehúzódik.

A marsi rengések kapcsán a legnagyobb kihívást elemzési szempontból az jelenti, hogy az apró vibrációk a mélyből származnak, vagy a szél okozza ezeket. De a tényleges rengéseknek jellegzetes mintázatuk van, ami segíti az elkülönítést. Az apró vibrációkra figyelés azért fontos, mert ezek nagyobb rengéseket jelezhetnek előre. Az elsődleges, P-hullámokat ilyenkor másodlagos, S-hullámok követi, amelyek akár többször is elérhetik a műszereket, ahogy visszaverődnek a különböző réteghatárokról. A Mars szerkezetét vizsgálók számára kulcsfontosságúak ezek a visszaverődések, hiszen ezek révén lehetséges feltérképezni a finomabb szerkezetet, például a kéreg alrétegeit, és az ezekben található repedéseket vagy üregeket.

Az InSight mérései kapcsán az egyik legmeglepőbb az volt, hogy a legerősebb rengések a jelek szerint egyetlen régióból származnak. Ez a Cerberus Fossae nevű terület, amely talán az utóbbi pár millió évben is vulkanikusan aktív lehetett. A régióra már a Mars körül keringő szondák is felfigyeltek, és a műholdfelvételek alapján a területen egyes sziklák jelentősen elmozdultak, vélhetően a rengések nyomán.

Érdekes módon más jelentős vulkanikus régiókból nem észleltek rengéseket, így a Tharsis irányából sem, amely a Mars legnagyobb vulkánja. Elképzelhető persze, hogy ezek a területek is rengenek, csak az InSight nem képes detektálni ezeket az eseményeket, például mert a mag leárnyékolja, eltéríti az innen érkező szeizmikus hullámokat.

A mostani eredmények csak a kezdetet jelentik, a szakértők az új adatok révén minden korábbinál pontosabb modelleket hozhatnak létre a Mars szerkezetéről és valószínűsíthető formálódásáról. A SEIS pedig közben minden nap újabb rengéseket detektál, újabb adatokkal egészítve ki az eddigieket. A szakértők leginkább abban reménykednek, hogy egy 4 magnitúdósnál erősebb rengést is sikerül elcsípni, mivel az jelentősen megkönnyítené a térképezést.

Forrás: ipon.hu / jpl.nasa.gov