Kjernen til Mars er helt flytende!

For noen måneder siden, i desember 2022, pustet Inside-landeren sitt siste åndedrag, uten å kunne lade batteriet og solcellepanelene fullstendig dekket av støv. Men analysen av utallige data samlet inn av denne lille seismiske stasjonen plassert på overflaten av Mars siden november 2018 har ikke blitt avbrutt, tvert imot!

Takket være analysen av seismiske bølger registrert av instrumentet, kjenner vi nå den indre strukturen til den røde planeten bedre. Innsiktsdata, spesielt data samlet inn under et kraftig meteorittnedslag i desember 2021, har gjort det mulig å tydeligere etablere strukturen til Mars-skorpen i stor skala. Men disse dataene gjorde det mulig å utforske dypet utenfor Mars-skorpen. For første gang har seismiske bølger blitt registrert gjennom kjernen, noe som tillater en enestående utforskning av planetens dypeste nivåer. Konklusjon: Kjernen til Mars er hovedsakelig flytende og inneholder ikke bare jern, men også en betydelig del av svovel og lette grunnstoffer. Observasjoner som hjelper oss bedre å forstå planetens dannelse og utvikling sammenlignet med Jorden.

Lytt til dens fjerne rystelser for å se dypene til Mars

For å oppnå dette ble ikke én, men to seismiske hendelser brukt. For at seismiske bølger skal bevege seg gjennom episenteret, må hendelsene skje langt unna den seismiske stasjonen og være store nok til å bli oppdaget av seismometre. En lengre varighet enn forventet tillot heldigvis registrering av to saker som presenterte disse forholdene. Det første (S0976a) var et jordskjelv med styrke 4,2. Den andre (S1000a) tilsvarer et meteorittnedslag. Størrelsen er estimert til 4,1. Sentrene for begge hendelsene var lokalisert i motsatte halvkuler fra InSight.

I begge tilfeller kunne seismometeret oppdage ankomsten av såkalte SKS-bølger. Imidlertid er disse typene seismiske bølger godt kjent på jorden. De var i stand til å bestemme den flytende naturen til jordens ytre kjerne. S-bølger er faktisk skjærbølger. Faktisk kan de ikke forplante seg i flytende medier. Men SKS-bølger representerer skjærbølger i mantelen og trykkbølger i væskekjernen før de dukker opp igjen som S-bølger.

En helt flytende kjerne?

I motsetning til Jorden, som har en flytende ytre kjerne og en solid indre kjerne, er Mars kjerne hovedsakelig, om ikke helt, flytende. » På dette tidspunktet har vi ikke samlet noen ledetråder som indikerer tilstedeværelsen av et solid frø i hjertet av Mars. «, forklarer Jessica Irving fra University of Bristol, førsteforfatter av studien publisert i tidsskriftet PNAS. » Vi har for øyeblikket bare to seismiske hendelser, som ikke tillater oss å avbilde den nøyaktige kjernen til planeten. Det kan være den minste faste kjernen vi ikke kan se ennå på grunn av seismiske signaler. Seismiske data tyder imidlertid på at hvis planeten hadde et solid frø, ville den ha en radius på mindre enn 750 kilometer (sammenlignet med 1221 kilometer for Jorden) og en væskekjernetykkelse på 1799 til 1814 kilometer (sammenlignet med 2300 kilometer for Jorden) ). Marskjernens flytende natur har blitt foreslått tidligere, men de nye resultatene tyder på at den kan være litt mindre enn tidligere antatt. Det kan være litt tettere enn tidligere studier har antydet. Forplantningshastigheten til seismiske bølger avhenger av tettheten til mediet, som er iboende knyttet til dets sammensetning.

En helt annen sammensetning av jordens kjerne

Hastigheten til de seismiske bølgene, når de passerer gjennom kjernen, er at den ikke er laget av flytende jern, men inneholder en betydelig mengde lette grunnstoffer, spesielt svovel, samt små mengder oksygen, karbon og hydrogen. Fraksjonen av lette elementer i kjernen av Mars er dobbelt så stor som den ytre kjernen av jorden. Denne kombinasjonen kan forklare fraværet av en spesielt solid kjerne,» Lette elementer senker temperaturen der kjernen kan holde seg i en fullstendig flytende tilstand sier Jessica Irving.

Disse forskjellene i sammensetningen og strukturen til kjernen mellom Jorden og Mars fører til en bedre forståelse av den interne dannelsen av planetene i solsystemet. Det er faktisk mulig at planeter som ligger langt fra sentrum av den opprinnelige soltåken, slik som Mars, inkorporerte flere lysfordampende elementer da de ble dannet. » En mer presis bestemmelse av mengden av disse elementene er imidlertid nødvendig for å bedre forstå at forskjellene mellom Jorden og Mars er et resultat av materiale akkumulert under deres dannelse og er knyttet til de fysiske prosessene som er i spill under planetarisk differensiering. «, forklarer forfatterne i studien.

En innvirkning på magnetfeltet på Mars

Forskjellen i indre struktur mellom de to planetene kan spille en rolle i beboeligheten til begge verdener. Mens den var på jorden, tillot eksistensen av en solid indre kjerne og en flytende ytre kjerne etableringen av et magnetisk felt, som permanent beskyttet planetens overflate mot de skadelige effektene av solvinden og tillot den å beholde vannet. Mars ville ikke vært gunstig. Imidlertid hadde planeten et magnetfelt i sin ungdom, før det gradvis avtok, noe som gjorde Mars ugjestmild for liv. Denne utviklingen kan være relatert til hele væskestrukturen til fosteret.

Dataene som samles inn av Insight blir kontinuerlig analysert. » Seismiske registreringer kan inneholde mye mer informasjonlegger Jessica Irving til. Kombinert med andre vitenskapelige resultater, som nye målinger av egenskapene til jernlegeringer under høyt trykk og temperatur, kan forholdene for dannelsen av Mars og andre planeter i solsystemet kontrolleres bedre. »