В историческото начало космическият кораб на НАСА следи какво се крие под повърхността на Марс

Когато Галилей наблюдавал Марс с телескоп преди повече от 400 години, той записал малко повече от празно кълбо, окачено в безкрайната тъмнина. През следващите четири века учените се опитаха да попълнят празните места.

Не след дълго Галилей се появил холандският астроном Кристиан Хюйгенс и направил дълбоко откритие на Марс. Хюйгенс наблюдава планетата през 1659 г., имайки голяма, тъмна област по лицето си, засенчена в сърцевидно петно ​​на чертеж на червената планета. Това беше първият път, когато хората наблюдават повърхностните черти на друг свят.

Почти 359 години по-късно, през ноември 2018 г., НАСА Insight кацна на Марс На около 2000 мили източно от мястото, за осми път космическата агенция поставя автоматичен изследовател на Червената планета. Неговата мисия, наскоро удължена до 2022 г., е да слуша „блатата“ и да разбира какво се случва под повърхността на нашия космически съсед.

в поредица от три проучвания Публикувано в Science в четвъртък, глобален екип от изследователи описа вътрешността на Марс, използвайки данни, получени от сеизмометъра InSight, инструмент, който реагира на вибрации и шумове под марсианската повърхност. анализ на земетресението, Усещам го в InSight от 2019 г.За първи път изследователите успяха да разкрият вътрешната работа на друга планета в нашата слънчева система – пробив за планетарните геонауки.

ухо на земята

Първата планетарна дрънкалка, открита от сеизмометъра на InSight, известна като SEIS, беше през 2019 г. точно като първата първоначална графика от Huygens. Той разкри, че Марс е по-сеизмично активен от Луната, но не е толкова активен като Земята, и даде на изследователите мъчителен първи поглед върху това какви данни може да събере InSight.

SEIS (на снимката вдясно) е куполообразен инструмент, разположен малко след пристигането на InSight на Марс. Намира се на почвата на Марс и, както казва НАСА, прилича на стетоскоп, слушайки „пулса“ на планетата. Това е високо чувствителна технология, която регистрира сеизмични вълни, които вибрират и вибрират във вътрешността на планетата след земетресение.

Външният купол е щит срещу марсианската среда и предпазва SEIS от вятър и прах, които могат да повлияят на вътрешните измервания на вибрациите. Самият сеизмометър е доста просто устройство: той има три тежести, окачени като махало, които могат да откриват вибрации от различни посоки – като например, когато сеизмична вълна от блато преминава над него.

Предишни изследвания показват, че блатата са често срещани, но не много силни. Само няколко записа се увеличават с 3 Което на земята може да звучи като лек рев от няколко мили, но не е достатъчно силен, за да причини сериозни щети на конструкции и сгради. Повечето от тях произхождат от горния слой на кората на планетата, но проучванията са изследвали 10, произхождащи от по-дълбоко под повърхността.

Изслушването на вълните от тези земетресения е начинът, по който изследователите разбират недрата на Марс. Сеизмичните вълни, движещи се във вътрешността на планетата, се променят от материалите, с които влизат в контакт – което позволява на InSight да нарисува картина на случващото се в Земята.

Огре, лук и други планети

Анатомията на планета, толкова „диференцирана“, колкото е Марс, да цитираме от 20-годишен филм, точно като лук (… или таласъм). Неговите слоеве. Въпреки че учените са попълнили празните места по отношение на повърхностните и атмосферните свойства и химичния състав на почвата, какво се случва под повърхността е загадка.

„За всичко, което знаем за Марс – по-голямата част от него е ограничена до горния метър“, казва Гретхен Бенедикс, астроном от университета Къртин в Австралия, която не е участвала в изследването. „Все едно да гледаш подарък и да се съсредоточиш върху опаковката“.

В новия набор от изследвания изследователите за първи път изследват тези слоеве, като изучават вълните, които разтърсват общата информационна система за околната среда на InSight. „Тази нова информация е като да отворите подарък, за да надникнете“, казва Бенедикс.

Едно проучване, водено от Брижит Кнапмайер-Ендрон, геофизик от Университета в Кьолн, използва данните за изследване на най-горния слой на планетата, известен като кора.

Горният слой на кората, който се състои от базалтови скали от древни лавови потоци, изглежда е с дебелина най-много около 10 километра. Но данните от InSight разкриха, че друг слой, приблизително два пъти по-голям от този, се намира точно под него. Под това, заяви Кнапмайер-Ендрън в прессъобщение, може да е мястото, където започва „мантията“ – което прави кората на Марс „изненадващо тънка“.

Но екипът също показа, че може да има трети слой в кората, простиращ се на дълбочина около 40 километра.

След това има марсианско ядро, което е създало някои изненади само по себе си.

Както е показано на изображението в горната част, блатата могат да изпращат вибрации по целия път в ядрото на планетата, където те отскачат и се втурват обратно към SEIS. Тези знаци, като описани в проучване Воден от Саймън Щлер, геофизик от ETH Zurich в Швейцария, той е сравнително слаб, но помага да се изчисли размерът на ядрото на планетата. И размерът има значение тук.

Границата между мантията и ядрото изглежда е по-малко от 1000 мили под повърхността, което е по-голямо, отколкото предполагат някои изследвания. Според съпътстваща статия, публикувана в Science в четвъртък, предположението е, че ядрото желязо-никел е по-малко плътно от очакваното преди, но е в течно състояние, както твърдят други изследвания.

Защо е важна вътрешността на Марс?

Геофизикът от Тексаския университет Йосио Накамура определи връщането на сеизмологията на Марс като „нова зора“ през Коментар за природонауката през 2020 г.. Способността да се откриват сеизмични вълни помага да се поставят някои основни ограничения за това как планетата вероятно се развива с течение на времето и според Бенедикс „ни казва много за топлинната еволюция на тази планета“.

Топлината се излъчва от ядрото на планетата по време на нейното формиране и ранна еволюция и като разбират състава на ядрото, изследователите могат да предположат как Марс се охлажда с течение на времето. Комбинирането на това с други данни, получени чрез орбита на космически кораби, НАСА и китайски космически кораби, не само ни помага да разберем Марс – то също така разкрива как планетите се формират, променят и еволюират в Слънчевата система и евентуално отвъд нея.

InSight също се опита да вземе директна мярка за температурата под повърхността на червената планета, използвайки „криещата се бенка“. Но рано, когато къртицата се опита да копае в лудата почва на Марс, той се спъна. Героичните опити на инженери от НАСА да освободят бенката се оказаха неуспешни и през януари обявен за мъртъв. Мисията InSight обаче далеч не е приключила – и тя ще продължи да слуша блатата до 2022 г. Въпреки че тя осигурява само едно „ухо“, така да се каже, многократните наблюдения трябва да позволят на учените да подобрят разбирането си за вътрешността на Марс .

За по-малко от четири века сме преминали от Хюйгенс, който е скицирал петно ​​във формата на сърце върху лицето на Марс, до разбирането на самото сърце на Марс. Празните могат да продължат да се попълват.