InSight gör djupa mätningar av Mars

InSight gör djupa mätningar av Mars
InSight gör djupa mätningar av Mars
Anonim

Med hjälp av data från InSight -landaren på Mars gjorde seismologer vid Rice University de första mätningarna av tre underjordiska gränser från jordskorpan till kärnan på den röda planeten.

"Detta kommer i slutändan att hjälpa oss att förstå planetarisk bildning", säger Alan Lewander, medförfattare till studien, publicerad i Geophysical Research Letters. Mars korstjocklek och kärndjup har beräknats med hjälp av ett antal modeller, och enligt Levander tillät InSight -data de första direktmätningarna som kan användas för att validera modellerna och förbättra dem.

"På grund av bristen på platttektonik på Mars, bevaras dess tidiga historia till stor del i jämförelse med jorden", säger studieförfattaren Xizhuang Deng, en doktorand vid Rice. "Att uppskatta djupet av Mars seismiska gränser kan ge vägledning för att bättre förstå dess förflutna, liksom bildandet och utvecklingen av markplaneterna i allmänhet."

Att hitta ledtrådar om Mars inre och de processer som formade det är en viktig utmaning för InSight, en robotlandare som landade i november 2018. Sondens kupolformade seismometer låter forskare höra det svaga mullret inom planeten, medan en läkare lyssnar på en patients hjärtslag med ett stetoskop.

Seismometrar mäter vibrationer från seismiska vågor. Som en cirkulär krusning som markerar platsen där småsten bröt ytan av en damm, flödar seismiska vågor genom planeten, vilket markerar platsen och storleken på störningar som meteorattacker eller jordbävningar, kallade Marsquakes on Mars. InSight -seismometern registrerade mer än 170 av dem från februari till september 2019.

Image
Image

Seismiska vågor förändras också något när de passerar genom olika stenar. Seismologer har studerat mönster i seismografiska register på jorden i över ett sekel och kan använda dem för att kartlägga olje- och gasfält och mycket djupare lager.

"Det traditionella sättet att undersöka strukturer under jorden är att analysera jordbävningssignaler med hjälp av ett tätt nätverk av seismiska stationer," sa Dan.”Mars är mycket mindre tektoniskt aktiv, det vill säga att det kommer att bli mycket färre marsquakes på den jämfört med jorden. Dessutom, med bara en seismisk station på Mars, kan vi inte använda metoder baserade på seismiska nätverk."

Levander och Dan analyserade InSight seismiska data från 2019 med hjälp av autokorrelationsmetoden för omgivande buller. "Den använder kontinuerliga brusdata från den enda seismiska stationen på Mars för att extrahera starka reflektioner från seismiska gränser," sa Dan.

Den första gränsen som Dan och Levander mätte var gapet mellan jordskorpan och manteln på Mars, nästan 35 km under landaren.

Den andra är en övergångszon i manteln, där magnesium och järnsilikat genomgår geokemiska förändringar. Ovanför zonen bildar elementen mineralet olivin, och under det komprimerar värme och tryck dem till ett nytt mineral, wadsleyite. Denna zon upptäcktes 1110-1170 km under InSight.

"Övergångstemperaturen olivin-till-wadsleyit är en viktig nyckel för att bygga termiska modeller av Mars," sa Dan. "Från övergångens djup kan vi enkelt beräkna trycket och sedan temperaturen."

Den tredje gränsen som han och Levander mätte är gränsen mellan Mars mantel och dess järnrika kärna, som de hittade cirka 1520-1600 km nedanför landaren. "En bättre förståelse av denna gräns kan ge information om planetens utveckling, både kemiskt och termiskt", sa Dan.

Rekommenderad: