InSight nimmt tiefe Messungen des Mars vor

InSight nimmt tiefe Messungen des Mars vor
InSight nimmt tiefe Messungen des Mars vor
Anonim

Mit Daten des InSight-Landers auf dem Mars haben Seismologen der Rice University die ersten Messungen von drei unterirdischen Grenzen von der Kruste bis zum Kern des Roten Planeten durchgeführt.

„Dies wird uns letztendlich helfen, die Entstehung von Planeten zu verstehen“, sagte Alan Lewander, Mitautor der Studie, die in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde. Die Krustendicke und Kerntiefe des Mars wurden mit einer Reihe von Modellen berechnet, und laut Levander ermöglichten die InSight-Daten die ersten direkten Messungen, mit denen die Modelle validiert und verbessert werden können.

"Aufgrund des Fehlens von Plattentektonik auf dem Mars ist seine frühe Geschichte im Vergleich zur Erde weitgehend erhalten", sagte der Mitautor der Studie Xizhuang Deng, ein Doktorand bei Rice. "Die Abschätzung der Tiefe der seismischen Grenzen des Mars kann Hinweise geben, um seine Vergangenheit sowie die Entstehung und Entwicklung der terrestrischen Planeten im Allgemeinen besser zu verstehen."

Hinweise auf das Innere des Mars und die Prozesse zu finden, die ihn geformt haben, ist eine der wichtigsten Herausforderungen für InSight, einen Roboterlander, der im November 2018 gelandet ist. Das gewölbte Seismometer der Sonde ermöglicht es Wissenschaftlern, das leise Grollen des Planeten zu hören, während ein Arzt mit einem Stethoskop den Herzschlag eines Patienten abhört.

Seismometer messen Schwingungen von seismischen Wellen. Wie eine kreisförmige Welle, die den Ort markiert, an dem Kiesel die Oberfläche eines Teiches durchbrochen haben, fließen seismische Wellen durch den Planeten und markieren den Ort und die Größe von Störungen wie Meteoriteneinschläge oder Erdbeben, die Marsbeben auf dem Mars genannt werden. Das Seismometer InSight hat von Februar bis September 2019 mehr als 170 davon erfasst.

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Seismische Wellen ändern sich auch leicht, wenn sie verschiedene Gesteine durchdringen. Seismologen untersuchen seit über einem Jahrhundert Muster in seismographischen Aufzeichnungen auf der Erde und können sie verwenden, um Öl- und Gasfelder und viel tiefere Schichten zu kartieren.

„Der traditionelle Weg, um unterirdische Strukturen zu untersuchen, besteht darin, Erdbebensignale mithilfe eines dichten Netzes seismischer Stationen zu analysieren“, sagte Dan. „Der Mars ist viel weniger tektonisch aktiv, das heißt, es wird viel weniger Marsbeben auf ihm geben als auf der Erde. Außerdem können wir mit nur einer seismischen Station auf dem Mars keine Methoden verwenden, die auf seismischen Netzwerken basieren."

Levander und Dan analysierten seismische Daten von InSight aus dem Jahr 2019 mithilfe der Umgebungsgeräusch-Autokorrelationsmethode. „Es verwendet kontinuierliche Rauschdaten der einzigen seismischen Station auf dem Mars, um starke Reflexionen von seismischen Grenzen zu extrahieren“, sagte Dan.

Die erste Grenze, die Dan und Levander gemessen haben, war die Lücke zwischen der Kruste und dem Mantel des Mars, fast 35 km unterhalb des Landers.

Die zweite ist eine Übergangszone im Mantel, in der Magnesium- und Eisensilikate geochemische Veränderungen erfahren. Oberhalb der Zone bilden die Elemente das Mineral Olivin und darunter verdichten Hitze und Druck sie zu einem neuen Mineral, dem Wadsleyit. Diese Zone wurde 1110-1170 km unterhalb von InSight entdeckt.

„Die Übergangstemperatur von Olivin zu Wadsleyit ist ein wichtiger Schlüssel zum Aufbau thermischer Modelle des Mars“, sagte Dan. "Aus der Tiefe des Übergangs können wir leicht den Druck und dann die Temperatur berechnen."

Die dritte Grenze, die er und Levander gemessen haben, ist die Grenze zwischen dem Marsmantel und seinem eisenreichen Kern, den sie etwa 1520-1600 km unterhalb des Landers fanden. „Ein besseres Verständnis dieser Grenze kann Informationen über die Entwicklung des Planeten sowohl chemisch als auch thermisch liefern“, sagte Dan.

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