Bir sanatçının Mars’ın içini ve sismik dalgaların gezegenin çekirdeğinden geçerken izlediği yolları tasviri. Bristol Üniversitesi tarafından yönetilen yakın tarihli bir çalışma, Mars’ın merkezindeki sıvı çekirdeğe ilişkin yeni bilgiler sağlayarak gezegenin oluşumu ve evrimi hakkındaki anlayışımızı geliştirdi. Kredi: NASA/JPL ve Nicholas Schmerr’in izniyle
Araştırmacılar yeni bilgiler edindiler Mars‘ sıvı çekirdek, daha önce inanılandan biraz daha yoğun ve daha küçük olduğunu ve demir ve diğer elementlerin bir karışımını içerdiğini keşfeder. Mars çekirdeğindeki sismik dalgaların ilk kez tespit edilmesiyle elde edilen bulgular, gezegenin oluşumu ve evrimi hakkındaki anlayışımıza katkıda bulunuyor.
Yeni bir çalışma, Mars’ın merkezindeki sıvı çekirdeğe dair merak uyandıran içgörüler ortaya çıkardı ve gezegenin oluşumu ve evrimi konusundaki anlayışı ilerletti.
liderliğindeki araştırma, Bristol Üniversitesi ve dergide yayınlandı ABD Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları, Mars çekirdeğine giden ses dalgalarının ilk tespitlerini ortaya koyuyor. Sismik dalgalar olarak adlandırılan bu akustik enerjiden yapılan ölçümler, sıvı çekirdeğinin daha önce düşünülenden biraz daha yoğun ve daha küçük olduğunu ve demir ile çok sayıda diğer elementlerin bir karışımını içerdiğini gösteriyor.
Araştırma misyonunun başlangıçta yalnızca bir Mars yılından (iki Dünya yılı) biraz fazla sürmesi planlandığından, bulgular daha da dikkat çekicidir. Toz birikimini hızlandıran ve gücü azaltan Mars fırtınalarına rağmen NASA InSight Mars iniş aracı, NASA kalış süresini uzattı, bu nedenle Mars depremi sinyalleri de dahil olmak üzere jeofiziksel veriler geçen yılın sonuna kadar toplanmaya devam etti.
Bristol Üniversitesi’nde Yer Bilimleri Kıdemli Öğretim Üyesi olan baş yazar Dr. Jessica Irving şunları söyledi: “Ekstra görev süresi kesinlikle işe yaradı. Mars’ın çekirdeğinden geçen sismik dalgaların ilk gözlemlerini yaptık. Biri çok uzaktaki bir mars depreminden ve diğeri gezegenin uzak tarafındaki bir göktaşı çarpmasından gelen iki sismik sinyal, Mars çekirdeğini sismik dalgalarla araştırmamıza izin verdi. Başka bir gezegenin kalbinde dolaşan enerjiyi etkili bir şekilde dinliyorduk ve şimdi onu duyduk.
InSight misyonunun sismometresi, birkaç yıllık Mars tozuyla kaplı olmasına rağmen, gezegenin uzak bir tarafından sismik olayların kayıtlarını yakalamayı başardı. NASA’nın InSight Mars iniş aracı, iniş aracına monte edilmiş Enstrüman Bağlam Kamerasını (ICC) kullanarak iniş aracının önündeki alanın bu görüntüsünü aldı. Kredi: NASA/JPL-Caltech
“Mars’ın çekirdeğinin elastik özelliklerine ilişkin bu ilk ölçümler, bileşimini araştırmamıza yardımcı oldu. Sadece bir demir topu olmak yerine, aynı zamanda büyük miktarda kükürt ve az miktarda hidrojen de dahil olmak üzere diğer elementleri içerir.
Araştırmacılar ekibi, gezegenin çekirdeğinden geçen sismik dalgaları Mars’ın daha sığ bölgelerinden geçenlerle karşılaştırmak ve iç kısmının model özelliklerini karşılaştırmak için Mars’ın içini araştırmak üzere tasarlanmış robotik bir uzay aracı olan NASA’nın InSight iniş aracından gelen verileri kullandı.
InSight iniş aracı, 2018’de Mars yüzeyine geniş bantlı bir sismometre yerleştirerek, mars depremleri ve göktaşı çarpmaları da dahil olmak üzere sismik olayların tespit edilmesini sağladı. Sismologlar, jeodinamikçiler ve mineral fizikçileri de dahil olmak üzere çok disiplinli bilim adamları ekibi, çekirdekten geçen sismik dalgaların kalan sismik dalgalara göre seyahat sürelerini ölçmek için sismometrenin zıt yarım küresinde yer alan iki sismik olayın gözlemlerini kullandı. mantoda.
Dr Irving şunları söyledi: “Gezegenin InSight’ın karşı tarafındaki olaylar anlamına gelen ‘far taraf’ olayları, doğası gereği tespit edilmesi daha zordur çünkü dalgalar gezegen boyunca seyahat ettikçe büyük miktarda enerji kaybolur veya başka yere yönlendirilir. Bu etkinlikleri bulup kullanmak için hem şansa hem de beceriye ihtiyacımız vardı. Mars’ın ilk operasyon yılında herhangi bir ters taraf olayı tespit etmedik. Görev o zaman sona ermiş olsaydı, bu araştırma gerçekleşemezdi.
“Sol 976 Mars depremi, görev sırasında bulunan en uzak olaydı. İkinci uzak taraf olayı, S1000a – operasyonların 1.000. gününde tespit edilen ilk olay – özellikle yararlıydı, çünkü gezegenin her yerinde duyduğumuz bir göktaşı çarpması olduğu ortaya çıktı, böylece sismik sinyallerin nereden geldiğini biliyorduk. Bu olaylar, Marsquake Service’in (MQS) yüzlerce günlük Mars verileri üzerinde becerilerini geliştirmesinden sonra geldi; daha sonra iniş aracı tarafından kaydedilen karmaşık sismogramlardan sinyalleri çıkarmak için Insight Team genelinden çok sayıda sismolojik uzmanlık gerekti.”
Yazarlar bu ölçümleri, boyutu ve elastik dalga hızı da dahil olmak üzere çekirdeğin fiziksel özelliklerini açıklayan modeller oluşturmak için kullandılar. Sonuçlar, Mars’ın çekirdeğinin yaklaşık 1.780-1.810 km yarıçapıyla önceki tahminlerden biraz daha yoğun ve daha küçük olduğunu öne sürdü. Bu bulgular, bol miktarda kükürt ve daha az miktarda oksijen, karbon ve hidrojen dahil olmak üzere, demir ile alaşımlı hafif elementlerin nispeten yüksek bir kısmına sahip olan çekirdek ile tutarlıdır.
ABD’deki Maryland College Park Üniversitesi’nde Jeoloji Doçenti olan ortak yazar Ved Lekic şunları söyledi: “Başka bir gezegenin tam çekirdeğinden geçen dalgaları tespit etmek ve anlamak, yüzlerce bilim insanının onlarca yıllık çabalarını yansıtan inanılmaz derecede zorlu bir iş. ve birçok ülkeden mühendisler. Yalnızca gelişmiş sismik analiz tekniklerini kullanmakla kalmadık, aynı zamanda InSight Ekibinin uzmanlığından yararlanarak yüksek basınç ve sıcaklıkların metal alaşımların özelliklerini nasıl etkilediğine dair bilgimizi de kullanmak zorunda kaldık.”
Dr. Irving şunları ekledi: “Yeni sonuçlar, Mars’ın oluşumunun ve evriminin Dünya’nınkinden nasıl farklı olduğunu anlamak için önemlidir. Kızıl gezegenin oluşum koşulları ve yapı taşları hakkındaki yeni teorilerin, bu yeni çalışmanın ortaya koyduğu gibi, çekirdeğin fiziksel özelliklerini eşleştirmesi gerekecek.”
Jessica Irving ve Bristol Üniversitesi’nden bir sismolog olan ortak yazar Dr. Anna Horleston, Birleşik Krallık Uzay Ajansı’nın finansmanıyla desteklendi.
Referans: “Mars’ta çekirdek geçişli sismik fazların ilk gözlemleri” 24 Nisan 2023, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2217090120
Bu araştırma NASA (Grant No. 80NSSC18K1628 ve 80NSSC19M0216) ve SSERVI İşbirliği Anlaşması tarafından desteklenmiştir. Bu hikaye mutlaka bu kuruluşların görüşlerini yansıtmamaktadır.