NASA’s InSight-sonde biedt een ongekende blik in de ingewanden van Mars

Voor het eerst weten we hoe het binnenste van een andere planeet eruitziet als de onze. In drie studies gepubliceerd op donderdag 22 juli in het tijdschrift WetenschapIn deze studie heeft een internationaal team van meer dan 40 wetenschappers onthuld hoe de kern, mantel en korst van Mars contrasteren met die op aarde.

Door de seismische gegevens te analyseren die door de sonde zijn verzameld in zicht Van NASA op de Rode Planeet schatten onderzoekers de grootte van de kern van Mars, de dikte van de korst en de samenstelling van de atmosfeer (middelste laag). “We hebben gewoon dat soort informatie over de aarde en de maan”, vertelde Brigitte Knappmayr Andron, een planetaire seismoloog aan de Universiteit van Keulen en co-auteur van het nieuwe onderzoek, aan Insider. “Maar de maan, we kunnen hem niet goed vergelijken met de aarde omdat hij veel kleiner is.”

Lees ook – We weten meer over de aanwezigheid van methaan op Mars

Mars is echter onze kleinere aardse tweeling. Nieuwe studies geven aan dat de kern minder dicht is dan die van de aarde, maar door zijn grootte.

Voortplanting van seismische golven door het hart van Mars

InSight, NASA’s robot-wetenschappelijk station van $ 828 miljoen (ongeveer € 704 miljoen) landde in november 2018 op Mars. Sindsdien gebruikt de sonde seismometers – die aardbevingen detecteren en registreren – om te luisteren naar soortgelijke aardbevingen Mars. Seismische golven van 12 van deze aardbevingen op Mars, die het midden van de planeet doorkruisen en weerkaatsen op de lagen binnenin, hielpen de groep van Brigitte Knappmayr-Andron om de grenzen van de korst en de kern in kaart te brengen.

“Stel je hebt een gesloten doos en je wilt weten wat erin zit”, fotografeerde Brigitte Knappmayr-Andron. “Deze methode is alsof je deze doos neemt en in de röntgenmachine stopt.”

De kern van Mars is groter dan wetenschappers dachten

De straal van ongeveer 1.839 kilometer was “groter dan verwacht”, vertelde Amir Khan, een seismoloog bij ETH Zürich in Zwitserland en co-auteur van de studie, aan Insider. De grens van de vloeibare buitenkern van de aarde – die een vaste, metalen binnenkern omringt – begint dieper dan die van Mars, op ongeveer 2.900 kilometer. De aarde is echter bijna twee keer zo breed als Mars en de kern is ook twee keer zo breed.

in tegenstelling tot De kern van de aarde De minder dichte kern van Mars, gedomineerd door nikkel en ijzer, bevat lichtere elementen zoals waterstof en zuurstof. De Rode Planeet lijkt geen innerlijke kern te hebben, volgens Simon Stahler, een andere co-auteur en Khan-collega bij ETH. “We weten het niet, we zullen het ontdekken”, vertelde Simon Stahler aan Insider, eraan toevoegend dat “de temperaturen mogelijk te hoog zijn om een ​​binnenkern te vormen.”

Een meer overbelaste kern betekent ook dat de mantel van Mars relatief dunner is in vergelijking met de aarde. Het is ook verstoken van een dichte laag van een mineraal genaamd bridgemaniet dat de aardmantel stabiel houdt onder hoge druk, wat de onverwachte grootte van de kern kan verklaren. In metaalachtige zin zei Amir Khan dat de mantel van Mars een “eenvoudigere” versie van de planeet Aarde is.

Mars had en verloor zijn beschermende magnetische veld

De kern van de aarde speelt een cruciale rol bij het beschermen van de planeet tegen gevaarlijke winden en zonnestraling. Vloeibaar ijzer dat in de buitenste kern wervelt, genereert een magnetisch veld Die zich van daar uitstrekt tot aan de ruimte rondom onze planeet.

Deze vortex is gedeeltelijk te wijten aan een proces waarbij het warmere en lichtere materiaal vanuit de buitenste kern in de mantel erboven opstijgt. Daar wordt het vervangen door koeler en dichter mantelmateriaal, dat in de onderste kern zakt. Dit fenomeen staat bekend als convectie. Hoewel Mars een vloeibare kern heeft, heeft het niet deze rotatiemotor, ook wel een dynamo genoemd.

Delen van de gemagnetiseerde korst van Mars geven aan dat de planeet 4 tot 4,5 miljard jaar geleden een magnetisch veld had. De afwezigheid van een bridgmanietlaag in de mantel van Mars zou kunnen verklaren waarom de dynamiek ervan ongeveer 300.000 jaar na de vorming van de planeet stopte. Zonder deze laag zou het binnenste van Mars veel sneller zijn warmte hebben verloren, waardoor de convectie die daar plaatsvond, verlamd zou zijn. Bovendien zei Simon Stehler: “Mars is kleiner en koelt daarom sneller af dan de aarde.” “Andere planeet, ander verhaal.”

De korst van de rode planeet is zo dik als de aardkorst

De korsten van de twee planeten zijn vergelijkbaar, volgens Brigitte Knappmayer-Andron, hoewel de korst van Mars uit twee of drie lagen bestaat. De gemiddelde dikte van de korst van Mars varieert van 22 tot 71 km. vis Korst Het varieert sterk – onder de oceanen kan het tot 4,8 kilometer dik zijn – maar onder de continenten is het tussen de 29 en 71 kilometer dik.

Ze zei dat de korst van Mars erg oud en stevig is in vergelijking met de korst van de aarde. De atmosfeer van onze planeet is gefragmenteerd in manteltektonische platen. Door convectie botsen of zakken deze platen soms in elkaar, waardoor er steeds weer nieuwe korstjes ontstaan.

Mars heeft dit niet tektonische platen, zodat er geen nieuwe korst is gevormd sinds de aardkorst ongeveer 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd. De planeet was ooit “waarschijnlijk volledig gesmolten”, zei Khan, en toen divergeerde deze hete vloeibare massa vervolgens in een korst, mantel en kern.

Het ontbreken van platentektoniek houdt gedeeltelijk verband met langzame convectie in de mantel, aldus Simon Stahler. Gebrek aan water speelt ook een rol. “Water smeert de beweging van de platen op aarde”, legt Stehler uit. “Op Mars is waarschijnlijk al heel vroeg water verloren gegaan, nadat de dynamo was weggevallen en de atmosfeer werd weggeblazen door de zonnewind.”

Het volgende doel van InSight? de maan

Wetenschappers hebben eerder waarnemingen van de massa, diameter en rotatie van Mars vanuit de ruimte gebruikt om te voorspellen hoe de binnenste lagen eruit zouden kunnen zien. Simon Stähler was verheugd dat de resultaten van InSight overeenkwamen met eerdere verwachtingen. “We waren in staat om de zeer ruwe schattingen die vanuit een baan om de aarde zijn gemaakt te bevestigen. Dus we weten nu hoeveel vertrouwen we kunnen hebben in schattingen van de interne structuur van Venus of Mercurius.”

Taakin zicht Op de Rode Planeet zal naar verwachting doorgaan tot eind 2022, maar de wetenschappelijke verkenningen van de lander zullen volgend jaar niet stoppen. InSight zal bezoeken de maan Als onderdeel van NASA’s Commercial Lunar Payload Services Program in 2024, zei Stahler.

Originele kopie : Eileen Woodward/Insider

Lees ook – NASA’s InSight-sonde onthult dat Mars kwetsbaarder zal zijn dan we dachten