Seismické vlny odhalují vnitřní tajemství rudé planety

Výzkumníci získali nové poznatky o tekutém jádru Marsu a zjistili, že je o něco hustší a menší, než se dříve myslelo, a také že obsahuje směs železa a dalších prvků. Nálezy získané prostřednictvím vůbec prvních detekcí seismických vln na marťanském jádru přispívají k našemu pochopení formování a vývoje planety. Nová studie odhalila zajímavé poznatky o kapalném jádru v centru Marsu, což prohloubilo pochopení formování a vývoje planety.

Výzkum vedený Bristolskou univerzitou a publikovaný v časopise  Proceedings of the National Academy of Sciences odhaluje vůbec první detekce zvukových vln putujících do marťanského jádra. Měření této akustické energie, nazývané seismické vlny, naznačují, že tekuté jádro Marsu je o něco hustší a menší, než se dříve myslelo, a obsahuje směs železa a mnoha dalších prvků.

Zjištění jsou o to pozoruhodnější, že výzkumná mise měla původně trvat jen něco málo přes jeden marsovský rok (zhruba dva pozemské roky). Navzdory marťanským bouřím, které urychlily hromadění prachu a snížily výkon baterií přistávacího modulu NASA s názvem InSight, prodloužila NASA jeho činnost, takže sonda pokračovala ve sběru geofyzikálních dat včetně signálů o marsotřesení až do konce loňského roku.

Vedoucí autorka Jessica Irvingová, docentka věd o Zemi na Bristolské univerzitě, řekla: „Čas na misi navíc se určitě vyplatil. Provedli jsme úplně první pozorování seismických vln procházejících jádrem Marsu. Dva seismické signály, jeden z velmi vzdáleného zemětřesení a jeden z dopadu meteoritu na odvrácenou stranu planety, nám umožnily prozkoumat marťanské jádro seismickými vlnami. Účinně jsme naslouchali energii putující srdcem jiné planety a teď jsme to slyšeli. Tato první měření elastických vlastností jádra Marsu nám pomohla prozkoumat jeho složení. Spíše než aby to byla jen kulička železa, obsahuje také velké množství síry a další prvky včetně malého množství vodíku.“

Tým výzkumníků použil data z přistávacího modulu InSight, robotické kosmické sondy určené k průzkumu nitra Marsu, k porovnání seismických vln procházejících jádrem planety s těmi, které procházejí mělčími oblastmi Marsu, a modeloval vlastnosti jeho nitra.

Přistávací modul InSight usadil v roce 2018 na povrch Marsu širokopásmový seismometr, který umožňuje detekci seismických jevů, včetně seismických otřesů a dopadů meteoritů. Multidisciplinární tým vědců, včetně seismologů, geodynamiků a minerálních fyziků, použil pozorování dvou seismických událostí na opačné polokouli od seismometru k měření doby průchodu seismických vln, které prošly jádrem, vzhledem k seismickým vlnám, které zůstaly v plášti.

Jessica Irvingová dále řekla: „Takzvané ´odvrácené´ události, což znamená ty na opačné straně planety, než je InSight, je ze své podstaty těžší detekovat, protože velké množství energie je ztraceno nebo odkloněno pryč, jak vlny putují planetou. K nalezení a následnému využití těchto událostí jsme potřebovali štěstí i dovednosti. V prvním roce provozu na Marsu jsme nezjistili žádné vzdálené jevy. Kdyby mise tehdy skončila, tento výzkum by se nemohl uskutečnit.“

Marsotřesení během solu 976 byla nejvzdálenější událost nalezená během mise. Druhá událost na vzdálené straně označená S1000a byla obzvláště užitečná, protože se ukázalo, že šlo o dopad meteoritu, který jsme slyšeli napříč celou planetou, takže jsme věděli, odkud seismické signály pocházejí. Tyto události nastaly poté, co služba Marsquake Service (MQS) zdokonalila své dovednosti na stovkách dní marťanských dat; pak bylo potřeba hodně seismologických expertíz celého Insight týmu, aby se podařilo vyřadit signály z komplexních seismogramů zaznamenaných přistávacím modulem.

Autoři použili tato měření k vytvoření modelů popisujících fyzikální vlastnosti jádra, včetně jeho velikosti a rychlosti elastických vln. Výsledky naznačují, že jádro Marsu je o něco hustší a menší než předchozí odhady, s poloměrem přibližně 1 780–1 810 km. Tato zjištění jsou v souladu s tím, že jádro má relativně vysoký podíl lehkých prvků kromě železa, včetně hojné síry a menšího množství kyslíku, uhlíku a vodíku.

Spoluautor výzkumu Ved Lekic, docent geologie na University of Maryland College Park, řekl: „Detekce a pochopení vln, které cestují přes samotné jádro jiné planety, je neuvěřitelně náročné, což odráží desetiletí úsilí stovek vědců a inženýrů z mnoha zemí. Museli jsme nejen využít sofistikované techniky seismické analýzy, ale také využít znalosti o tom, jak vysoké tlaky a teploty ovlivňují vlastnosti kovových slitin, a využít tak odborné znalosti týmu InSight.“

Jessica Irvingová dodala: „Nové výsledky jsou důležité pro pochopení toho, jak se formování a vývoj Marsu liší od vývoje Země. Nové teorie o podmínkách vzniku a stavebních kamenech rudé planety budou muset být schopny odpovídat fyzikálním vlastnostem jádra, jak je odhalila tato nová studie.“

Jessica Irvingová a spoluautorka studie Anna Horlestonová, seismoložka z University of Bristol, byly podpořeny finančními prostředky od britské vesmírné agentury.

Zdroj: https://scitechdaily.com/the-heart-of-mars-seismic-waves-reveal-the-red-planets-inner-secrets/

autor: František Martinek