Mars kryje pod swoją powierzchnią radioaktywne morze magmy

W roku 2021 wydaje się, że Mars ma zaskakująco wielkie serce. Naukowcy wykorzystali automatyczny lądownik InSight do badania wnętrza planety. Sonda usłyszała wystarczającą liczbę marsjańskich trzęsień ziemi, aby stworzyć obraz tortowej natury podziemnego świata Marsa.

Skorupa i płaszcz nie były szczególnie dziwne. Jednakże jądro było bardzo duże i niezbyt gęste jak na tak małą planetę.

Dla niektórych badaczy ten podstawowy pomiar był nieważny.

„Coś przeoczyliśmy” – powiedział. Amira Khana, geofizyk z ETH Zurich w Szwajcarii, który badał dane InSight. „ale co?”

Okazuje się, że rdzeń Marsa jest mały, odkrył dr Khan i inni badacze.

W dwa studia Naukowcy ponownie ocenili zapis sejsmiczny InSight, który został opublikowany w środę w czasopiśmie Nature. Obydwa zespoły niezależnie doszły do ​​wniosku, że rdzeń marsjański jest bardziej podobny do metalowego rdzenia naszego wszechświata, niż wcześniej sądzono. Wstępne szacunki mówiły, że większy rozmiar wynika z nieodkrytego oceanu stopionej skały o głębokości od 90 do 200 km, przez co jądro wydaje się większe niż w rzeczywistości.

Jednak głębokie morze magmy, ukryte pod solidnym płaszczem Marsa, stopione przez pierwiastki radioaktywne, jest dziwne. „Nie istnieje na Ziemi” – powiedział dr Khan, a jego obecność może wymagać ponownego przemyślenia chaotycznej ewolucji Czerwonej Planety.

Naukowcy badają warstwy geologiczne Ziemi od ponad stulecia, wykorzystując świetlną moc fal sejsmicznych generowanych przez trzęsienie ziemi. Łazik InSight, który wylądował na Marsie w listopadzie 2018 r., został wysłany, aby sprawdzić, czy zardzewiałe wnętrzności świata są podobne.

Jednak badanie Marsa za pomocą jednego sejsmometru okazało się trudne. Instrumenty InSight wykryły jedynie kilka umiarkowanych trzęsień ziemi, które w większości pochodziły z… Obszar drgań W pobliżu statku kosmicznego sejsmograficznie sfotografowano jedynie niewielki wycinek marsjańskiego ciasta. Przez pewien czas wydawało się, że marsjańskie trzęsienia również odbijają się, ale nie przenikają do najgłębszego jądra planety, ujawniając niewiele informacji na jego temat.

Naukowcy ustalili, że promień jądra Marsa wynosi około 1540 km, co sugeruje, że nie jest ono zbyt gęste. Jądra planet ziemskich miały być bogate w żelazo, ale ostatecznie zostało to potwierdzone w wybrzuszonym jądrze Marsa. Całkowicie płynny – Wydawał się o 27 procent lżejszy od czystego ciekłego żelaza. Wnioski były takie, że jądro Marsa było dziwnie bogate w lżejsze pierwiastki, takie jak siarka, węgiel, tlen i wodór – mglista substancja, która powinna zostać zdmuchnięta przez młode słońce, zanim Mars się uformował.

Zaskoczeni naukowcy mieli nadzieję, że silniejsza dyfrakcja sejsmiczna zapewni klarowność. A 18 września 2021 roku niebo się poddało: meteor uderzył w półkulę naprzeciwko InSight, uwalniając fale sejsmiczne, które przedarły się przez jądro i odbiły od jego krawędzi.

„To był punkt zwrotny” – powiedział. Henryk Samuelgeofizyk z Paris City University i autor jednego z nowych badań.

Opierając się na modelu ewolucji termicznej i chemicznej Marsa, dr Samuel i jego współpracownicy zaproponowali istnienie A Międzywarstwowy rdzeń oceaniczny magmy W 2021 r. „Nie mamy jednak żadnych dowodów sejsmicznych” – powiedział. Po uderzeniu meteorytu jego zespół potwierdził istnienie tej ultragorącej radioaktywnej zupy.

Zespół dr Khana wykorzystał również ten efekt do ponownego zbadania danych sejsmicznych InSight, łącząc je z symulacjami komputerowymi badającymi zachowanie stopów bogatych w żelazo na poziomie molekularnym – i robiąc to niezależnie, odkrył ukryty ocean magmy na Marsie.

Jego obecność oznacza, że ​​płynne jądro ma promień bliższy 1500 km i jest gęstszym, bogatym w żelazo ciałem niebieskim z mniejszą liczbą lżejszych pierwiastków, co jest łatwiejsze do wyjaśnienia.

Powiedział, że odkrycie jest „absolutnie fascynujące”, a połączone wnioski z badań są przekonujące Paula Colemier, sejsmolog z Uniwersytetu Oksfordzkiego, nie był zaangażowany w badania. „Ale mogą otworzyć nowy problem”.

Zanim zapadł się 3,8 miliarda lat temu, Mars miał pole magnetyczne chroniące jego atmosferę. Naukowcy wierzyli, że pole magnetyczne powstało w wyniku ochłodzenia ciekłego żelaznego rdzenia, a tym samym jego silnego wymieszania. Ale radioaktywna warstwa magmy utrzymywałaby bardzo ciepło w jądrze.

Dlatego potrzebna jest nowa historia pochodzenia bańki magnetycznej Marsa. Doktor Samuels przedstawił jedną sugestię: Mars mógł dawno temu mieć księżyce większe od swoich obecnych, takich, których silna grawitacja mogła wywoływać ruchy magnetyczne w jądrze. Zaznaczył jednak, że na razie to tylko hipoteza.

Cztery lata później InSight zmarł w 2022 r. Jednak odkrycie tego oceanu magmy prawdopodobnie nie będzie ostatnią niespodzianką misji. „To dopiero początek” – powiedział dr Samuel.