Araştırmacılar, Mars kabuğunun küresel kalınlığını ve yoğunluğunu belirliyor

NASA Mars InSight görevinin son yılında meydana gelen güçlü bir deprem, ETH Zürih’teki araştırmacıların gezegenin kabuğunun küresel kalınlığını ve yoğunluğunu belirlemesini sağladı. Ortalama olarak, Mars kabuğu Dünya’nın veya Ay’ın kabuğundan çok daha kalındır ve gezegenin ana ısı kaynağı radyoaktiftir.

Araştırmacılar, üç yıldan uzun bir süredir günlük izleme ve InSight’ın sismometresindeki güç seviyelerinin düşmesiyle Mayıs 2022’de meydana gelen oldukça büyük bir Mars depreminden elde edilen verilerle ödüllendirildi. ölçüm istasyonu, ayrıca tüm gezegeni birkaç kez dolaşmaya devam ettiler. Bu veriler yalnızca Mars’ın belirli bölgeleri hakkında bilgi sağlamakla kalmadı, aynı zamanda gezegenin küresel bir görünümünü de sağladı.

Sismolog ve dergide yeni yayınlanan bir araştırmanın baş yazarı Doyeon Kim, “InSight görevinin tamamı boyunca kaydedilen en büyük deprem olan bu depremden, Mars’ın çevresini üç defaya kadar çeviren yüzey dalgalarını gözlemledik” diyor. Jeofizik Araştırma Mektupları. Araştırmacılar, dalgaların içinden geçtiği yapı hakkında bilgi edinmek için bu dalgaların farklı frekanslarda ne kadar hızlı yayıldığını ölçtüler.

Bu sismik hızlar, farklı derinliklerde iç yapı hakkında bilgi sağlar. Daha önce, iki büyük göktaşı çarpmasından gözlemlenen yüzey dalgaları, belirli yayılma yolları boyunca bölgesel bulgulara da izin verdi. Kim, “Şimdi, küresel yapıyı temsil eden sismik gözlemlerimiz var” diyor.

Mars’tan gelen verileri Dünya ve Ay’ın verileriyle karşılaştırmak

Yeni elde ettikleri sonuçları Mars’ın yerçekimi ve topografyası hakkındaki mevcut verilerle birleştiren araştırmacılar, Mars kabuğunun kalınlığını belirlemeyi başardılar. Ortalama 42 ila 56 kilometre (26–35 mil). Ortalama olarak, kabuk ~10 km (6 mil) ile Isidis çarpma havzasında en ince ve ~90 km (56 mil) ile Tharsis eyaletinde en kalındır. Bunu bir perspektife oturtmak için, sismik veriler, Dünya’nın kabuğunun ortalama kalınlığının 21 ila 27 kilometre (13-17 mil) olduğunu gösterirken, Apollo misyon sismometreleri tarafından belirlenen ay kabuğunun 34 ila 43 kilometre (21- 27 mil) kalın.

Kim, “Bu, Mars kabuğunun Dünya veya Ay’ınkinden çok daha kalın olduğu anlamına geliyor” diyor. Genel olarak, güneş sistemimizdeki daha küçük gezegen cisimleri, daha büyük cisimlerden daha kalın bir kabuğa sahiptir. Kim şöyle açıklıyor: “Bu depremi gözlemleyebildiğimiz için şanslıydık. Mars’ta meydana gelen depremin aynısını kullanarak Dünya’da yer kabuğunun kalınlığını belirlemede zorluk yaşardık. Mars, Dünya’dan daha küçük olmasına rağmen sismik enerjiyi daha fazla taşır. verimli.”

Bu araştırmanın en önemli sonuçlarından biri, Mars’ın kuzey ve güney yarım küreleri arasındaki farkla ilgilidir. Bu karşıtlık, teleskoplar var olduğu sürece gözlemlenmiştir; özellikle Mars uydularından alınan görüntülerde görülebilir. Mars’ta kuzey yarımküre düz ovalardan oluşurken, güneyde yüksek platolar bulunur. Kuzeydeki ovalar ile güneydeki dağlık alanlar arasındaki ayrım, Mars ikilemi olarak adlandırılır.

Benzer kabuk yoğunluğu ve radyoaktif ısı

Kim, “Bu farkın iki farklı rock bestesi ile açıklanabileceği düşünülebilir” diyor. “Bir kaya diğerinden daha yoğun olurdu.” Bileşim kuzey ve güneyde aynı olabilirken, kabuğun kalınlığı değişmektedir. Kabuk güneyde daha kalınsa, altında daha az yoğun Mars manto malzemesi bulunurken, kuzeyde daha ince bir kabukta bu yoğun, daha ağır malzeme daha fazla olacaktır.

Araştırmacılar tam olarak neyi kanıtlayabildiler? “Sismik gözlemlere ve yerçekimi verilerine dayanarak, kuzeydeki ovalarda ve güneydeki dağlık bölgelerdeki kabuğun yoğunluğunun benzer olduğunu gösteriyoruz” diye yazıyorlar. Buna karşılık, güney yarım küredeki kabuk, kuzey yarım küredekinden daha derine uzanır. Kim, “Bu bulgu çok heyecan verici ve Mars kabuğunun kökeni ve yapısı hakkında uzun süredir devam eden bilimsel bir tartışmaya son veriyor” diyor. Ne de olsa, geçen yıl Mars’a göktaşı çarpmalarının analizi, kuzeydeki ve güneydeki kabukların aynı malzemeden yapıldığına dair kanıtlar sağladı.

Kalın Mars kabuğundan başka sonuçlar da çıkarılabilir. Kim, “Çalışmamız gezegenin ısısını nasıl ürettiğini ve Mars’ın termal geçmişini açıklıyor” diyor. Tek levhalı bir gezegen olan Mars’ın bugün iç kısmında üretilen ana ısı kaynağı, toryum, uranyum ve potasyum gibi radyoaktif elementlerin bozunmasının bir sonucudur. Çalışma, bu ısı üreten elementlerin %50 ila %70’inin Mars kabuğunda bulunduğunu buldu. Bu yüksek birikim, altında neden bugün hala eritme işlemlerinin devam ettiği yerel bölgelerin olduğunu açıklayabilir.