Cesta do středu Marsu – nový model stavby rudé planety

Zatímco seismometr na palubě sondy NASA s názvem InSight trpělivě čeká na další velké marsotřesení za účelem osvětlení nitra Marsu a pro definování struktury kůra-plášť-jádro, dva vědci – Takashi Yoshizaki (Tohoku University) a Bill McDonough (Tohoku University a University of Maryland, College Park), vypracovali nový model týkající se stavby Marsu. Použili horniny z Marsu dopravené na Zemi prostřednictvím meteoritů a měření kosmických sond z oběžné dráhy k předpovědi hloubky hranice mezi kůrou a pláštěm. Dospěli k hodnotě 1 800 km pod povrchem rudé planety a byli schopni určit, že jádro obsahuje nevelké množství síry, kyslíku a vodíku.

Takashi Yoshizaki vysvětluje: „Znalosti složení a vnitřní struktury kamenných planet nám říkají něco o podmínkách v době jejich vzniku, jak a kdy se jádro oddělilo od pláště, a jaké bylo načasování a objem kůry extrahované z pláště.“

Dříve astronomové využívali rozdělení vzdáleností a oběžných period planet a jejich měsíců k určení velikosti, hmotnosti a hustoty těchto těles. Současné obíhající sondy poskytují větší detaily o tvaru a hustotě planet, avšak rozložení hustoty v jejich nitrech zůstává neznámé. Seismický profil planety poskytuje tento rozhodující pohled. Když se zachvěje kamenná planeta, zvukové vlny putují skrz její nitro rychlostmi ovlivňovanými jejich vnitřním složením a teplotou. Například výrazné rozdíly v hustotě kamene a železa způsobují, že zvukové vlny reagují odlišně a odhalují tak hluboké rozhraní mezi jádrem a pláštěm a další detaily v pravděpodobném složení těchto vrstev.

Koncem 19. století vědci vyslovili domněnku o kovovém jádru uvnitř Země, ale to bylo prokázáno až v roce 1914, kdy seismologové prokázali jeho existenci v hloubce 2 900 km. Seismologové odhalili strukturu nitra planety, která pomohla nalézt zdroje a porozumět podstatě zemětřesení. Čtyři lunární seismometry instalované posádkami programu Apollo stanovily měsíční strukturu jádro-plášť-kůra. Mars, druhá nejlépe prozkoumaná planeta, obdržela první seismometr jako součást mise InSight v polovině roku 2018.

Modely týkající se stavby planet jsou vyvíjeny na základě dat o povrchových horninách, fyzikálních pozorováních a chondritických meteoritech, prvotních stavebních blocích planet. Tyto meteority jsou směsí horniny a kovu, podobně jako planety, které jsou složeny z pevné látky vznikající procesem akrece v raném období sluneční mlhoviny. Odlišné proporce oxidů hořčíku, křemíku a železa a slitin železa a niklu vytvořily tyto tuhé látky.

Takashi Yoshizaki dodává: „Zjistili jsme, že jádro Marsu má zhruba pouhou jednu šestinu hmotnosti planety, zatímco u zemského jádra je to jedna třetina celkové hmotnosti planety.“ Tato zjištění jsou v souladu s tím, že Mars mající více atomů kyslíku než Země, menší jádro a rezavý povrch. Rovněž objevili vyšší množství těkavých prvků na Marsu, například se jedná o síru a draslík, avšak méně těchto prvků v porovnání s chondritickými meteority.

Seismometr na sondě NASA s názvem InSight bude přímo testovat tento nový model Marsu, když se mu podaří určit, jak hluboko se nachází rozhraní mezi jádrem a pláštěm rudé planety. Takovéto kompoziční modely Marsu a Země poskytnou vodítko k určení původu a podstaty planet a podmínek pro jejich obyvatelnost.

Zdroj: https://phys.org/news/2020-02-journey-center-mars-compositional-red.html a https://scitechdaily.com/journey-to-the-center-of-mars-investigating-the-composition-of-the-red-planet/

autor: František Martinek