Forskere bestemmer Mars skorpetykkelse

Baseret på analysen af ​​marskælv registreret af NASAs InSight-mission, strukturen af ​​Mars' skorpe er nu blevet bestemt i absolutte tal for første gang. Under InSight-landingsstedet, skorpen er enten cirka 20 eller 39 kilometer tyk. Det er resultatet af et internationalt forskerhold ledet af geofysiker Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun ved University of Cologne's Institute of Geology and Mineralogy og Dr. Mark Panning ved Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (Caltech). InSight står for "Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodæsi og varmetransport." NASAs lander, som landede på Mars den 26. november 2018, udforsker skorpen, kappe og kerne af den røde planet. Papiret "Thickness and structure of the Martian crust from InSight seismic data" vil blive vist i Videnskab den 23. juli.

I fortiden, kun relative forskelle i tykkelsen af ​​Mars-skorpen kunne estimeres, og yderligere antagelser var nødvendige for at opnå absolutte tykkelser. De resulterende absolutte værdier viste således stor spredning, afhængig af hvilke antagelser der blev gjort. Seismologi erstatter nu disse antagelser med en direkte måling på landingsstedet, og dermed kalibrerer skorpetykkelsen for hele planeten. Dette uafhængige datapunkt gør det også muligt at estimere tætheden af ​​skorpen.

"Hvad seismologi kan måle er hovedsageligt hastighedskontraster. Disse er forskelle i udbredelseshastigheden af ​​seismiske bølger i forskellige materialer, sagde Knapmeyer-Endrun, hovedforfatter af papiret. "Meget ligner optik, vi kan observere fænomener som refleksion og brydning. Med hensyn til skorpen, Vi har også gavn af, at skorpe og kappe er lavet af forskellige sten, med et stærkt hastighedsspring mellem dem." Baseret på disse spring, skorpens struktur kan bestemmes meget præcist.

Dataene viser, at på InSight-landingsstedet, det øverste lag er omkring 8 (+/-2) kilometer tykt. Herunder et andet lag følger til omkring 20 (+/-5) kilometer. "Det er muligt, at kappen starter under dette lag, hvilket ville indikere en overraskende tynd skorpe, selv sammenlignet med den kontinentale skorpe på Jorden. Under Köln, for eksempel, Jordens skorpe er omkring 30 kilometer tyk, " forklarede Knapmeyer-Endrun. Evt. imidlertid, der er et tredje jordskorpelag på Mars, hvilket ville gøre Mars-skorpen under landingsstedet omkring 39 (+/-8) kilometer tyk. Det ville være mere i overensstemmelse med tidligere resultater, men signalet fra dette lag er ikke afgørende for at matche eksisterende data. "I begge tilfælde imidlertid, vi kan udelukke muligheden for, at hele skorpen er lavet af det samme materiale kendt fra overflademålinger og fra Mars-meteoritter, " sagde geofysikeren. "Snarere, dataene tyder på, at det øverste lag er sammensat af en uventet porøs bjergart. Også, der kunne være andre stentyper på større dybder end basalterne, der ses ved overfladen."

Singlen, uafhængig måling af skorpetykkelse på InSight-landingsstedet er tilstrækkelig til at kortlægge skorpen over hele planeten. Målinger fra satellitter, der kredser om Mars, giver et meget klart billede af planetens tyngdefelt, gør det muligt for forskerne at sammenligne relative forskelle i skorpetykkelse med målingen på landingsstedet. Kombinationen af ​​disse data giver et nøjagtigt kort.

Mars skorpetykkelse er særligt interessant, fordi skorpen dannes på et tidligt dannelsesstadium fra resterne af en smeltet kappe. Dermed, data om dens nuværende struktur kan også give information om, hvordan Mars udviklede sig. Ud over, en mere præcis forståelse af Mars' udvikling hjælper med at tyde, hvordan tidlige differentieringsprocesser udspillede sig i solsystemet, og hvorfor Mars, Jorden, og andre planeter er så forskellige i dag.