science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wetenschappers bepalen de dikte van de Mars-korst

De twee grootste aardbevingen die door NASA's InSight zijn gedetecteerd, lijken te zijn ontstaan ​​in een gebied op Mars dat Cerberus Fossae wordt genoemd. Wetenschappers zagen hier eerder tekenen van tektonische activiteit, inclusief aardverschuivingen. Deze afbeelding is gemaakt door de HiRISE-camera op NASA's Mars Reconnaisance Orbiter. Krediet:NASA/JPL-Caltech/Universiteit van Arizona

Gebaseerd op de analyse van marsbevingen geregistreerd door NASA's InSight-missie, de structuur van de korst van Mars is nu voor het eerst in absolute cijfers bepaald. Onder de InSight-landingsplaats, de korst is ofwel ongeveer 20 of 39 kilometer dik. Dat is het resultaat van een internationaal onderzoeksteam onder leiding van geofysicus Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun van het Instituut voor Geologie en Mineralogie van de Universiteit van Keulen en Dr. Mark Panning van het Jet Propulsion Laboratory, Californië Instituut voor Technologie (Caltech). InSight staat voor "Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesie en warmtetransport." NASA's lander, die op 26 november 2018 op Mars landde, verkent de korst, mantel en kern van de rode planeet. Het artikel 'Dikte en structuur van de Marskorst van InSight seismische gegevens' zal verschijnen in: Wetenschap op 23 juli.

Vroeger, alleen relatieve verschillen in de dikte van de Marskorst konden worden geschat, en er waren aanvullende aannames nodig om absolute diktes te verkrijgen. De resulterende absolute waarden vertoonden dus een grote spreiding, afhankelijk van welke aannames zijn gedaan. Seismologie vervangt deze aannames nu door een directe meting op de landingsplaats, en kalibreert zo de korstdikte voor de hele planeet. Met dit onafhankelijke gegevenspunt kan ook de dichtheid van de korst worden geschat.

"Wat seismologie kan meten, zijn voornamelijk snelheidscontrasten. Dit zijn verschillen in de voortplantingssnelheid van seismische golven in verschillende materialen, " zei Knapmeyer-Endrun, hoofdauteur van het artikel. "Zeer vergelijkbaar met optica, we kunnen fenomenen als reflectie en breking waarnemen. Wat betreft de korst, we profiteren ook van het feit dat korst en mantel zijn gemaakt van verschillende gesteenten, met een sterke snelheidssprong ertussen." Op basis van deze sprongen, de structuur van de korst kan zeer nauwkeurig worden bepaald.

Uit de gegevens blijkt dat op de landingsplaats van InSight, de toplaag is ongeveer 8 (+/-2) kilometer dik. Daaronder, een andere laag volgt tot ongeveer 20 (+/-5) kilometer. "Het is mogelijk dat de mantel onder deze laag begint, wat zou duiden op een verrassend dunne korst, zelfs vergeleken met de continentale korst op aarde. onder Keulen, bijvoorbeeld, de aardkorst is ongeveer 30 kilometer dik, " Knapmeyer-Endrun uitgelegd. Mogelijk, echter, er is een derde aardkorstlaag op Mars, waardoor de Marskorst onder de landingsplaats ongeveer 39 (+/-8) kilometer dik zou zijn. Dat zou meer in overeenstemming zijn met eerdere bevindingen, maar het signaal van deze laag is niet essentieel om bestaande gegevens te matchen. "In beide gevallen, echter, we kunnen de mogelijkheid uitsluiten dat de hele korst is gemaakt van hetzelfde materiaal dat bekend is uit oppervlaktemetingen en uit Marsmeteorieten, zei de geofysicus. de gegevens suggereren dat de bovenste laag bestaat uit een onverwacht poreus gesteente. Ook, er kunnen andere rotssoorten zijn op grotere diepte dan de basalt die aan de oppervlakte wordt gezien."

De weergave van deze kunstenaar toont een uitsnede van het instrument Seismic Experiment for Interior Structure, of SEIS, die zal vliegen als onderdeel van NASA's Mars InSight-lander. SEIS is een zeer gevoelige seismometer die voor het eerst zal worden gebruikt om marsbevingen vanaf het oppervlak van de Rode Planeet te detecteren. Deze uitsnede bevat twee lagen. De buitenste laag is het wind- en thermische schild - een bedekking die de seismometer beschermt tegen de omgeving van Mars. De wind op Mars, evenals extreme temperatuurveranderingen, kan het zeer gevoelige instrument beïnvloeden. De binnenlaag is SEIS zelf, een koperkleurige koepel die de drie slingers van het instrument herbergt. Deze binnenkanten bevinden zich in een vacuümkamer van titanium om ze verder te isoleren van temperatuurveranderingen op het oppervlak van Mars. Krediet:NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP

de enkele, onafhankelijke meting van de korstdikte op de InSight-landingsplaats is voldoende om de korst over de hele planeet in kaart te brengen. Metingen van satellieten in een baan om Mars geven een zeer duidelijk beeld van het zwaartekrachtveld van de planeet, waardoor de wetenschappers relatieve verschillen in korstdikte konden vergelijken met de meting op de landingsplaats. De combinatie van deze gegevens levert een nauwkeurige kaart op.

Dit is de tweede volledige selfie van NASA InSight op Mars. Sinds het nemen van zijn eerste selfie, de lander heeft zijn hittesonde en seismometer van zijn dek verwijderd, ze op het oppervlak van Mars plaatsen; een dunne laag stof bedekt nu ook het ruimtevaartuig. Deze selfie is een mozaïek bestaande uit 14 foto's gemaakt op 15 maart en 11 april - de 106e en 133e Marsdagen, of sols, van de missie - door InSight's Instrument Deployment Camera, op zijn robotarm. Krediet:NASA/JPL-Caltech

De korstdikte van Mars is bijzonder interessant omdat de korst zich in een vroeg vormingsstadium heeft gevormd uit de overblijfselen van een gesmolten mantel. Dus, gegevens over de huidige structuur kunnen ook informatie verschaffen over hoe Mars evolueerde. In aanvulling, een nauwkeuriger begrip van de evolutie van Mars helpt te ontcijferen hoe vroege differentiatieprocessen zich ontvouwden in het zonnestelsel en waarom Mars, Aarde, en andere planeten zijn tegenwoordig zo anders.