Een nieuw begrip van Mars begint te ontstaan, dankzij het eerste jaar van NASA's InSight-landermissie. Bevindingen beschreven in een set van zes artikelen die vandaag zijn gepubliceerd, onthullen een planeet die leeft met aardbevingen, stofduivels en vreemde magnetische pulsen.

Vijf van de artikelen zijn gepubliceerd in Natuur . Een extra papier in Natuur Geowetenschappen details van de landingsplaats van het InSight-ruimtevaartuig, een ondiepe krater met de bijnaam "Homestead hollow" in een regio genaamd Elysium Planitia.

InSight is de eerste missie die erop gericht is diep onder het oppervlak van Mars te kijken. Tot de wetenschappelijke hulpmiddelen behoren een seismometer voor het detecteren van aardbevingen, sensoren voor het meten van wind- en luchtdruk, een magnetometer, en een warmtestroomsonde die is ontworpen om de temperatuur van de planeet op te nemen.

Terwijl het team blijft werken om de sonde op het oppervlak van Mars te krijgen zoals bedoeld, de ultragevoelige seismometer, het seismisch experiment voor interieurstructuur (SEIS) genoemd, heeft wetenschappers in staat gesteld om meerdere bevende gebeurtenissen op honderden tot duizenden kilometers afstand te "horen".

Seismische golven worden beïnvloed door de materialen waar ze doorheen bewegen, wetenschappers een manier geven om de samenstelling van de innerlijke structuur van de planeet te bestuderen. Mars kan het team helpen beter te begrijpen hoe alle rotsachtige planeten, inclusief aarde, eerst gevormd.

Ondergronds

Mars trilt vaker, maar ook milder dan verwacht. SEIS heeft tot nu toe meer dan 450 seismische signalen gevonden, waarvan de overgrote meerderheid waarschijnlijk aardbevingen zijn (in tegenstelling tot dataruis veroorzaakt door omgevingsfactoren, zoals wind). De grootste beving had een omvang van ongeveer 4,0 - niet groot genoeg om onder de korst naar de lagere mantel en kern van de planeet te reizen. Dat zijn "de sappigste delen van de appel" als het gaat om het bestuderen van de innerlijke structuur van de planeet, zei Bruce Banerdt, InSight hoofdonderzoeker bij JPL.

Wetenschappers zijn klaar voor meer:​​het duurde maanden na de landing van InSight in november 2018 voordat ze de eerste seismische gebeurtenis registreerden. Tegen het einde van 2019, SEIS detecteerde ongeveer twee seismische signalen per dag, wat suggereert dat InSight toevallig op een bijzonder rustig moment landde. Wetenschappers houden nog steeds hun vingers gekruist voor "the Big One".

Mars heeft geen tektonische platen zoals de aarde, maar het heeft wel vulkanisch actieve gebieden die gerommel kunnen veroorzaken. Een paar bevingen was sterk verbonden met zo'n regio, Cerberus Fossae, waar wetenschappers rotsblokken zien die mogelijk langs kliffen zijn geschud. Oude overstromingen hebben daar kanalen van bijna 800 mijl uitgehouwen (1, 300 kilometer) lang. Lavastromen sijpelden vervolgens in die kanalen in de afgelopen 10 miljoen jaar - een oogwenk in geologische tijd.

Sommige van deze jonge lavastromen vertonen tekenen dat ze minder dan 2 miljoen jaar geleden door aardbevingen zijn gebroken. "Het is zo ongeveer de jongste tektonische functie op de planeet, " zei planetaire geoloog Matt Golombek van JPL. "Het feit dat we in deze regio tekenen van trillingen zien, is geen verrassing, maar het is heel gaaf."

Aan de oppervlakte

Miljarden jaren geleden, Mars had een magnetisch veld. Het is niet meer aanwezig, maar het liet geesten achter, magnetiseren van oude rotsen die nu tussen de 200 voet (61 meter) tot enkele mijlen onder de grond liggen. InSight is uitgerust met een magnetometer - de eerste op het oppervlak van Mars die magnetische signalen detecteert.

De magnetometer heeft ontdekt dat de signalen bij Homestead Hollow 10 keer sterker zijn dan wat werd voorspeld op basis van gegevens van ruimtevaartuigen die het gebied bestuderen. De metingen van deze orbiters zijn gemiddeld over een paar honderd mijl, terwijl de metingen van InSight meer lokaal zijn.

Omdat de meeste oppervlakterotsen op de locatie van InSight te jong zijn om gemagnetiseerd te zijn door het voormalige veld van de planeet, "Dit magnetisme moet afkomstig zijn van oude ondergrondse rotsen, " zei Catherine Johnson, een planetaire wetenschapper aan de University of British Columbia en het Planetary Science Institute. "We combineren deze gegevens met wat we weten uit de seismologie en geologie om de gemagnetiseerde lagen onder InSight te begrijpen. Hoe sterk of diep zouden ze moeten zijn om dit veld te detecteren?"

In aanvulling, wetenschappers zijn geïntrigeerd door hoe deze signalen in de loop van de tijd veranderen. De metingen variëren per dag en nacht; ze hebben ook de neiging om rond middernacht te pulseren. Er worden nog steeds theorieën gevormd over de oorzaak van dergelijke veranderingen, maar een mogelijkheid is dat ze verband houden met de zonnewind die in wisselwerking staat met de atmosfeer van Mars.

In de wind

InSight meet windsnelheid, richting en luchtdruk bijna continu, biedt meer gegevens dan eerdere gelande missies. De weersensoren van het ruimtevaartuig hebben duizenden passerende wervelwinden gedetecteerd, die stofduivels worden genoemd als ze gruis oppikken en zichtbaar worden. "Deze site heeft meer wervelwinden dan elke andere plaats waar we op Mars zijn geland terwijl we weersensoren droegen, " zei Aymeric Spiga, een atmosferische wetenschapper aan de Sorbonne Universiteit in Parijs.

Ondanks al die activiteit en frequente beeldvorming, De camera's van InSight moeten nog stofduivels zien. Maar SEIS kan deze wervelwinden als een gigantische stofzuiger aan het oppervlak voelen trekken. "Whirlwinds zijn perfect voor seismische exploratie onder de grond, " zei Philippe Lognonné van Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), hoofdonderzoeker van SEIS.

Moet nog komen:The Core

InSight heeft twee radio's:een voor het regelmatig verzenden en ontvangen van gegevens, en een krachtigere radio die is ontworpen om de "wobble" van Mars te meten terwijl deze draait. Deze X-band radio, ook bekend als het Rotatie- en interieurstructuurexperiment (RISE), kan uiteindelijk onthullen of de kern van de planeet vast of vloeibaar is. Een vaste kern zou ervoor zorgen dat Mars minder wiebelt dan een vloeibare.

Dit eerste jaar aan data is nog maar een begin. Door een volledig Marsjaar (twee aardse jaren) in de gaten te houden, krijgen wetenschappers een veel beter idee van de grootte en snelheid van het wiebelen van de planeet.