Keď Galileo pred viac ako 400 rokmi pozoroval Mars ďalekohľadom, zaznamenal niečo viac ako prázdnu guľu zavesenú v nekonečnej tme. V nasledujúcich štyroch storočiach sa vedci snažili vyplniť prázdne miesta.

Nie dlho po Galilei prišiel holandský astronóm Christian Huygens a urobil hlboký objav Marsu. Huygens pozoroval planétu v roku 1659 a na tvári mal veľkú tmavú plochu, ktorá bola na výkrese červenej planéty zafarbená na mieste v tvare srdca. Toto bolo prvýkrát, čo ľudia spozorovali povrchné črty iného sveta.

Asi o 359 rokov neskôr, v novembri 2018, NASA Insight pristála na Marse Asi 2 000 míľ východne od miesta, ôsmykrát, čo vesmírna agentúra umiestnila automatizovaný prieskumník na Červenú planétu. Jej misiou, nedávno predĺženou do roku 2022, je počúvať „močiare“ a porozumieť tomu, čo sa deje pod povrchom nášho vesmírneho suseda.

o séria tri štúdie Publikovaný v časopise Science Thursday, globálny tím vedcov popísal vnútro Marsu pomocou údajov získaných seizmometrom InSight, prístrojom reagujúcim na vibrácie a zvuky pod povrchom Marsu. analýza série zemetrasení, Cítim to v InSight od roku 2019Vedcom sa po prvýkrát podarilo odhaliť vnútorné fungovanie inej planéty v našej slnečnej sústave – prielom pre planetárne geovedy.

ucho na zemi

Prvá planetárna chrastítka detekovaná seizmometrom InSight, známym ako SEIS, bola v roku 2019 rovnako ako pôvodný nákres od Huygensa. Ukázalo sa, že Mars bol seizmicky aktívnejší ako Mesiac, ale nebol taký aktívny ako Zem, a dal výskumníkom lákavý prvý pohľad na to, aké údaje môže InSight zhromažďovať.

SEIS (na snímke vpravo) je kupolovitý nástroj nasadený krátko po príchode InSight na Mars. Nachádza sa na pôde Marsu a ako hovorí NASA, vyzerá ako stetoskop, ktorý načúva „pulzu“ planéty. Je to veľmi citlivá technológia, ktorá zaznamenáva seizmické vlny, ktoré po zemetrasení vibrujú a vibrujú cez vnútro planéty.

Vonkajšia kupola je štítom proti marťanskému prostrediu a chráni SEIS pred vetrom a prachom, ktorý by mohol ovplyvniť meranie vnútorných vibrácií. Samotný seizmometer je pomerne jednoduché zariadenie: má tri závažia zavesené ako kyvadlo, ktoré dokážu detekovať vibrácie z rôznych smerov – napríklad keď cez ňu prejde seizmická vlna z močiara.

Predchádzajúci výskum ukázal, že močiare sú bežné, ale nie veľmi silné. Iba niekoľko nahrávok stúpne o 3 Čo na zemi môže znieť ako mierny rev z vzdialenosti niekoľkých kilometrov, ale nie je dosť silné na to, aby spôsobilo vážne poškodenie štruktúr a budov. Väčšina pochádza z hornej vrstvy kôry planéty, ale štúdie skúmali 10 pôvodov hlbšie pod povrchom.

Počúvaním vĺn z týchto zemetrasení vedci pochopili útroby Marsu. Seizmické vlny pohybujúce sa vnútorným priestorom planéty sú zmenené materiálmi, s ktorými prichádzajú do styku – čo umožňuje InSight vykresliť obraz toho, čo sa deje o zem.

Zlobr, cibuľa a iné planéty

Anatómia planéty tak „diferencovanej“ ako Mars je, citujem z 20 rokov starého filmu, rovnako ako cibuľa (… alebo ghoul). Jeho vrstvy. Aj keď vedci vyplnili medzery týkajúce sa povrchových a atmosférických vlastností a chemického zloženia pôdy, to, čo sa deje pod povrchom, bolo záhadou.

„Všetko, čo vieme o Marse, je zväčša obmedzené na najvyšší meter,“ hovorí Gretchen Benedix, astronómka z austrálskej Curtinovej univerzity, ktorá sa štúdie nezúčastnila. „Je to ako pozerať sa na darček a zameriavať sa na obal.“

V novom súbore štúdií vedci po prvýkrát sondovali tieto vrstvy štúdiom vĺn, ktoré otriasli zdieľaným informačným systémom o životnom prostredí InSight. „Táto nová informácia je ako otvoriť darček nakuknúť,“ hovorí Benedix.

Jedna štúdia, ktorú viedla Brigitte Knappmayer-Endron, geofyzička na univerzite v Kolíne nad Rýnom, použila údaje na štúdium vrchnej vrstvy planéty známej ako kôra.

Horná vrstva kôry, ktorú tvoria čadičové skaly zo starodávnych lávových prúdov, sa zdá byť hrubá asi 10 kilometrov. Údaje InSight ale odhalili, že priamo pod ňou leží ďalšia vrstva, ktorá je zhruba dvakrát taká veľká. Pod tým, v tlačovej správe uviedol Knapmeyer-Endrun, môže byť miesto, kde sa začína „plášť“ – vďaka čomu je kôra Marsu „prekvapivo tenká“.

Tím ale tiež ukázal, že v kôre môže byť tretia vrstva siahajúca do hĺbky asi 40 kilometrov.

Potom je tu aj marťanské jadro, ktoré samo o sebe vytvorilo niekoľko prekvapení.

Ako je znázornené na obrázku v hornej časti, močiare môžu vysielať vibrácie až do jadra planéty, kde sa odrážajú a vrhajú sa späť na SEIS. Tieto znaky, ako popísané v štúdii Pod vedením Simona Stählera, geofyzika na ETH Zürich vo Švajčiarsku, bola relatívne slabá, ale pomohla odhadnúť veľkosť jadra planéty. A tu záleží na veľkosti.

Hranica medzi plášťom a jadrom sa zdá byť menej ako 1 000 míľ pod povrchom, čo je väčšie, ako naznačujú niektoré štúdie. Podľa sprievodného článku zverejneného vo štvrtok vo vedeckej správe sa navrhuje, aby železo-niklové jadro bolo menej husté, ako sa pôvodne očakávalo, ale je v tekutom stave, ako tvrdia iné štúdie.

Prečo je vnútro Marsu dôležité?

Geofyzik z Texaskej univerzity Yosio Nakamura opísal návrat seizmológie na Mars ako „nový úsvit“ v r. Komentár k prírodovede v roku 2020. Schopnosť detekovať seizmické vlny pomáha položiť niekoľko základných obmedzení toho, ako sa planéta pravdepodobne vyvíja v priebehu času, a podľa Benedixa „nám hovorí veľa o tepelnom vývoji tejto planéty“.

Teplo sa vyžaruje z jadra planéty počas jeho formovania a raného vývoja a vďaka pochopeniu zloženia jadra môžu vedci predpokladať, ako sa Mars časom ochladzuje. Kombinácia týchto údajov s ďalšími údajmi získanými na obežnej dráhe kozmických lodí, NASA a čínskych kozmických lodí nám pomáha nielen pochopiť Mars – ale tiež odhaľuje, ako sa planéty formujú, menia a vyvíjajú v slnečnej sústave a možno aj ďalej.

InSight sa tiež pokúsil o priame meranie teploty pod povrchom červenej planéty pomocou „skrytého móla“. Ale na začiatku, keď sa krtko pokúsil vryť do bláznivej pôdy na Marse, zakopol. Hrdinské pokusy inžinierov NASA o vyslobodenie krtka sa ukázali ako neúspešné a v januári vyhlásený za mŕtveho. Misia InSight však ešte zďaleka neskončila – a bude naďalej počúvať močiare až do roku 2022. Aj keď poskytuje akoby len jedno „ucho“, opakované pozorovania by mali vedcom umožniť lepšie porozumieť vnútrozemia Marsu .

Za necelé štyri storočia sme prešli od Huygensa, ktorý načrtával šmuhy v tvare srdca na tvári Marsu, k pochopeniu srdca samotného Marsu. Prázdne miesta môžu byť naďalej vyplňované.