Marskælv kan ryste planetvidenskaben

Fra næste år, videnskabsmænd vil få deres første kig dybt under Mars overflade.

Det er da NASA sender den første robotlander dedikeret til at udforske planetens undergrund. Indsigt, som står for Interior Exploration ved hjælp af seismiske undersøgelser, vil studere marsquakes for at lære om Mars skorpen, kappe og kerne.

Hvis du gør det, kan det hjælpe med at besvare et stort spørgsmål:Hvordan fødes planeter?

Seismologi, undersøgelse af jordskælv, har allerede afsløret nogle af svarene her på Jorden, sagde Bruce Banerdt, Insights hovedefterforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. Men Jorden har slået sin geologiske rekord i milliarder af år, skjule sin ældste historie. Mars, halvt så stort som Jorden, kværner langt mindre:det er en fossil planet, bevare historien om dens tidlige fødsel.

"Under dannelsen, denne kugle af egenskabsløs klippe omdannet til en mangfoldig og fascinerende planet, næsten som larve for en sommerfugl, "Banerdt sagde." Vi vil bruge seismologi til at lære, hvorfor Mars dannede den, som den gjorde, og hvordan planeter tager form generelt."

En planetarisk CT-scanning

Når sten revner eller skifter, de afgiver seismiske bølger, der hopper over hele en planet. Disse bølger, bedre kendt som jordskælv, rejse med forskellige hastigheder afhængigt af det geologiske materiale, de rejser igennem.

Seismometre, ligesom InSights SEIS -instrument, måle størrelsen, frekvens og hastighed af disse jordskælv, tilbyder videnskabsmænd et øjebliksbillede af det materiale, de passerer igennem.

"Et seismometer er som et kamera, der tager et billede af en planets indre, " sagde Banerdt. "Det er lidt ligesom at tage en CT-scanning af en planet."

Mars' geologiske rekord inkluderer lettere klipper og mineraler - som steg fra planetens indre for at danne Mars-skorpen - og tungere klipper og mineraler, der sank for at danne Mars-kappen og -kernen. Ved at lære om lagdelingen af ​​disse materialer, videnskabsmænd kan forklare, hvorfor nogle klippeplaneter bliver til en "Jord" i stedet for en "Mars" eller "Venus" - en faktor, der er afgørende for at forstå, hvor liv kan dukke op i universet.

Et fuzzy billede

Hver gang der sker et jordskælv på Mars, det vil give InSight et "snapshot" af planetens indre. InSight-holdet anslår, at rumfartøjet vil se mellem et par dusin til flere hundrede jordskælv i løbet af missionen. Små meteoritter, som regelmæssigt passerer gennem den tynde Mars-atmosfære, vil også tjene som seismiske "snapshots".

"Det bliver et fuzzy billede i starten, men jo flere jordskælv vi ser, jo skarpere det bliver, sagde Banerdt.

En udfordring vil være at få et komplet kig på Mars ved kun at bruge ét sted. De fleste seismologi på Jorden tager målinger fra flere stationer. InSight vil have planetens eneste seismometer, kræver, at forskere analyserer dataene på kreative måder.

"Vi skal blive kloge, " sagde Banerdt. "Vi kan måle, hvordan forskellige bølger fra det samme jordskælv preller af ting og rammer stationen på forskellige tidspunkter."

Måneskælv og Marsquakes

InSight vil ikke være den første NASA-mission, der laver seismologi.

Apollo-missionerne omfattede fire seismometre til Månen. Astronauter eksploderede mørtelrunder for at skabe vibrationer, tilbyder et kig omkring 328 fod (100 meter) under overfladen. De styrtede de øverste stadier af raketter ind i Månen, producerer bølger, der gjorde dem i stand til at undersøge dens skorpe. De opdagede også tusindvis af ægte måneskælv og meteoritnedslag.

Vikingelanderne forsøgte at udføre seismologi på Mars i slutningen af ​​1970'erne. Men de seismometre var placeret oven på landerne, som svajede i vinden på ben udstyret med støddæmpere.

"Det var et handicappet eksperiment, " sagde Banerdt. "Jeg spøger med, at vi ikke lavede seismologi på Mars - vi gjorde det tre fod over Mars."

InSight vil måle mere end seismologi. Dopplerskiftet fra et radiosignal på landeren kan afsløre, om planetens kerne stadig er smeltet; en selvgravende sonde er designet til at måle varme fra det indre. Vind, tryk- og temperatursensorer vil give forskere mulighed for at trække vibrations "støj" forårsaget af vejret. At kombinere alle disse data vil give os det mest komplette billede af Mars endnu.