Na Marsie stoi sejsmometr. Na Ziemi mamy wyniki symulacji. Wkrótce poznamy wnętrze Czerwonej Planety
Zespół badaczy z Uniwersytetu w Tokio odkrył bardzo ciekawe informacje o aktywności sejsmicznej na Marsie. Wyniki badań mogą pomóc w potwierdzeniu teorii opisujących pochodzenie Marsa oraz jego skład chemiczny.
Choć Czerwona Planeta może być najbliższą planetą od Ziemi - wszak znajduje się w odległości od 55 mln do 400 mln km, w zależności od położenia obu planet na orbicie okołosłonecznej - to i tak dużo bezpieczniej i taniej można ją badać, wykonując symulacje na Ziemi, zamiast wysyłać do niej sondę kosmiczną.
Podążając tym tokiem myślenia, Keisuke Nishida, adiunkt planetologii na Uniwersytecie w Tokio wraz ze swoim zespołem skupił się na Marsie, odtwarzając warunki panujące w górnych warstwach jądra planety. W tym celu badacze posłużyli się stopem żelaza i siarki, który rozgrzali do temperatury topnienia 1500 stopni Celsjusza.
Ściskając taką mieszankę za pomocą prasy wielokowadłowej do ciśnienia 13 gigapaskali, badacze byli w stanie zmierzyć jej aktywność. sejsmiczną. W tym wypadku Nishida zarejestrował fale podłużne (P) przemieszczające się z prędkością 4680 m/s przez stop. Do zarejestrowania fal posłużyły dwa strumienie rentgenowskie wyemitowane przez dwa synchrotrony w Japonii: Photon Factory oraz SPring-8.
Osoby, które miały okazję doświadczyć trzęsienia Ziemi odczuwały skutki fal P i towarzyszących im sejsmicznych fal poprzecznych (S). Fale P, które przemieszczają się przez skały z prędkością 13-krotnie wyższą od prędkości dźwięku w powietrzu, odpowiadają za pierwszy wstrząs. Fale S - tak zwane fale wtórne - odpowiedzialne są za dalszą część trzęsienia ziemi. Można je wykorzystać do oszacowania odległości do źródła trzęsienia ziemi.
Problemy techniczne sprawiły, że zebranie wszystkich danych ultradźwiękowych zajęło nam ponad trzy lata. Ale w końca mamy wszystko - mówi Nishida. Nasza próbka jest wyjątkowo mała, co może być zaskoczeniem dla niektórych ludzi, zważając na to jak dużą planetę próbujemy symulować. Jednak eksperymenty prowadzone pod wysokim ciśnieniem w mikroskali pomagają nam badać struktury mikroskalowe zachodzące długofalowo, na przestrzeni historii ewolucji planet.
Od dawna badacze podejrzewali, że Mars posiada jądro żelazowo-siarkowe, ale zważając na brak możliwości bezpośredniego jego zbadania, to fale sejsmiczne pozwalają nam zajrzeć głęboko pod powierzchnię planety.
Marsjański lądownik InSight, który 26 listopada 2018 r. wylądował na równinie Elysium Planitia nasłuchuje trzęsień ziemi, aktywności sejsmicznej, starając się dowiedzieć więcej o wnętrzu planety i o tym jak powstawały skaliste planety Układu Słonecznego. Według Nishidy, w pomiarach z sondy InSight brakuje jednego elementu.
Nawet posiadając dane sejsmiczne z lądownika InSight, brakuje jednego ważnego elementu, bez którego nie da się zinterpretować danych - dodaje Nishida. Konieczne było poznanie właściwości sejsmicznych stopu żelaza z siarką, z którego podobno składa się jądro Marsa.
Wykorzystując wyniki badań Nishidy i jego zespołu, planetolodzy będą teraz mogli przeanalizować dane sejsmiczne z Marsa i sprawdzić czy jądro Czerwonej Planety składa się faktycznie z żelaza i siarki.
Jeżeli tak nie jest, dowiemy się czegoś nowego o pochodzeniu Marsa. Dla przykładu, jeżeli jądro zawiera domieszkę krzemu i tlenu, będzie to oznaczało, że tak jak Ziemia, w trakcie formowania Mars doświadczył potężnego zderzenia z innym obiektem. Uważam, że dzięki tym danym niedługo będziemy już wiedzieli z czego się składa i jak powstał Mars - podsumowuje Nishida.
