ยานสำรวจที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้นั่งอยู่เหมือนเต่าหมอบบนพื้นผิวดาวอังคารในที่สุดก็ได้ส่งภาพโครงสร้างภายในดาวเคราะห์สีแดงอย่างครอบคลุมแล้ว
ยานลงจอด Mars InSight วัดแผ่นดินไหวได้ประมาณ 733 ครั้ง และใช้ข้อมูลจาก 35 ครั้งเพื่อสร้างภาพเปลือกโลก เนื้อโลก และแกนกลาง นี่เป็นครั้งแรกที่มีการใช้ข้อมูลแผ่นดินไหวเพื่อตรวจสอบภายในของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ไม่ใช่โลก และเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะ
แผ่นดินไหวครั้งนี้ได้เปิดเผยความหนาและโครงสร้างของเปลือกโลกและเนื้อโลก รวมถึงแกนของเหลวความหนาแน่นต่ำที่มีขนาดใหญ่อย่างน่าประหลาดใจ ผลลัพธ์ได้รับการอธิบายไว้ในเอกสารสามฉบับที่ตีพิมพ์ในศาสตร์- พวกเขาเป็นตัวแทนของความสำเร็จอันน่าทึ่งของความเฉลียวฉลาดทางวิทยาศาสตร์และการทำงานหนัก
"การศึกษาครั้งนี้เป็นโอกาสครั้งหนึ่งในชีวิต"Simon Stähler นักแผ่นดินไหววิทยาดาวเคราะห์กล่าวของ ETH ซูริก ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์
“นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาหลายร้อยปีในการวัดแกนกลางของโลก หลังจากภารกิจอพอลโล พวกเขาใช้เวลา 40 ปีในการวัดดวงจันทร์แกนกลางของ InSight ใช้เวลาเพียงสองปีในการวัดแกนกลางของดาวอังคาร"
แผ่นดินไหวเป็นสิ่งที่มหัศจรรย์จริงๆ พวกมันกระเพื่อมออกมาจากจุดกำเนิด แพร่กระจายผ่านดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์หรือดาวและกระเด้งไปมา วิธีที่คลื่นไหวสะเทือนเหล่านี้แพร่กระจายและสะท้อนวัสดุบางชนิดทำให้นักแผ่นดินไหววิทยาสามารถจัดทำแผนที่ภายในของวัตถุที่เป็นโฮสต์ได้
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ดาวอังคารไม่คิดว่าจะมีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยาเป็นพิเศษ มันไม่มีแผ่นเปลือกโลก แต่มีชั้นเปลือกโลกที่แยกจากกันเพียงชั้นเดียว แม้ว่าจะมีบริเวณภูเขาไฟโบราณ แต่ก็ยังไม่พบการปะทุของภูเขาไฟครั้งใหม่ นอกจากนี้ยังไม่มีสนามแม่เหล็กทั่วโลก ซึ่งบนโลกถูกสร้างขึ้นโดยไดนาโม- ของไหลที่หมุน การพาความร้อน และนำไฟฟ้าภายใน (แกนกลาง) ที่แปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานแม่เหล็ก และหมุนสนามแม่เหล็กออกสู่อวกาศ
อย่างไรก็ตาม การสำรวจเมื่อเร็วๆ นี้ชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์สีแดงไม่ได้ตายอย่างที่เราคิด มีอยู่แล้วร่องรอยของการปะทุของภูเขาไฟ- และในเดือนเมษายนปี 2019 InSight ตรวจพบมันดังก้องครั้งแรกจากภายในดาวอังคาร- ในที่สุด หลักฐานโดยตรงของการเกิดแผ่นดินไหว
นับตั้งแต่นั้นมา มีการจัดทำรายการแผ่นดินไหว Marsquake มากกว่า 700 ครั้ง โดยในจำนวนนี้ประมาณ 35 ครั้งมีความแรงเพียงพอสำหรับการทำแผนที่แผ่นดินไหว แม้จะทำงานร่วมกับข้อจำกัดของ InSight: Here on Earth การทำแผนที่แผ่นดินไหวจะดำเนินการโดยใช้สถานีตรวจสอบหลายแห่ง InSight เป็นเพียงโพรบเดียว
“คลื่นไหวสะเทือนโดยตรงจากแผ่นดินไหวนั้นคล้ายกับเสียงของเราในภูเขา: พวกมันก่อให้เกิดเสียงสะท้อน”นักแผ่นดินไหววิทยาของดาวเคราะห์ Philippe Lognonné อธิบายของมหาวิทยาลัยปารีสในประเทศฝรั่งเศส
“และเสียงสะท้อนเหล่านี้ที่สะท้อนออกจากแกนกลาง หรือที่ส่วนต่อระหว่างชั้นเปลือกโลก หรือแม้แต่พื้นผิวของดาวอังคาร ที่เรามองหาในสัญญาณดังกล่าว ต้องขอบคุณความคล้ายคลึงกับคลื่นโดยตรง”
เริ่มจากภายนอกสู่ภายใน.กระดาษแผ่นแรกแสดงลักษณะความหนาของเปลือกโลกดาวอังคาร โดยพิจารณาจากความหนาของเปลือกโลกที่ตำแหน่ง InSight พวกเขาพบว่าโดยเฉลี่ยแล้ว เปลือกโลกมีความหนาระหว่าง 24 ถึง 72 กิโลเมตร (15 ถึง 45 ไมล์) และประกอบด้วยอย่างน้อยสองชั้น
นักวิจัยพบว่าชั้นบนสุดมีรูพรุนอย่างไม่คาดคิด และเปลือกโลกบริเวณจุดลงจอดบางอย่างไม่คาดคิด นี่แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีในเปลือกโลกมีสัดส่วนสูง ซึ่งหมายความว่าเราอาจเข้าใจผิดองค์ประกอบของเปลือกโลกในแบบจำลองก่อนหน้านี้
"สิ่งที่วิทยาแผ่นดินไหวสามารถวัดได้ส่วนใหญ่เป็นความเปรียบต่างของความเร็ว นี่คือความแตกต่างในความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นแผ่นดินไหวในวัสดุที่แตกต่างกัน"บริจิตต์ คนัปเมเยอร์-เอนดรุน กล่าวของมหาวิทยาลัยโคโลญจน์ในประเทศเยอรมนี
"คล้ายกับทัศนศาสตร์มาก เราสามารถสังเกตปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การสะท้อนและการหักเหได้ ในส่วนของเปลือกโลก เรายังได้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าเปลือกโลกและเนื้อโลกประกอบขึ้นจากหินที่แตกต่างกัน โดยมีความเร็วที่กระโดดอย่างแรงระหว่างหินทั้งสอง"
ที่กระดาษถัดไปตรวจสอบเนื้อโลกและพบว่าประกอบด้วยหินชั้นเดียว โดยมีเปลือกโลกแข็งทอดยาวออกไประหว่าง 400 ถึง 600 กิโลเมตร ซึ่งตรงกันข้ามกับเปลือกโลกซึ่งก็คือหนาประมาณ 100 กิโลเมตร- อย่างไรก็ตาม เปลือกโลกทั้งสองน่าจะมีพื้นที่ต่ำกว่าซึ่งสสารเริ่มหลอมละลายเล็กน้อยและเคลื่อนที่ช้าๆ
เช่นเดียวกับเปลือกโลก เปลือกของดาวอังคารก็มีแนวโน้มที่จะอุดมไปด้วยธาตุกัมมันตภาพรังสีเช่นกัน
“ข้อมูลแผ่นดินไหวยืนยันว่าดาวอังคารสันนิษฐานว่าครั้งหนึ่งเคยหลอมละลายอย่างสมบูรณ์ก่อนที่จะแบ่งออกเป็นเปลือกโลก เนื้อโลก และแกนกลางที่เราเห็นในปัจจุบัน แต่สิ่งเหล่านี้แตกต่างจากของโลก”อามีร์ ข่าน นักธรณีฟิสิกส์กล่าวของ ETH ซูริก
เปลือกโลกหนานั้นเข้ากันได้ดีกับแบบจำลองของดาวอังคารที่เป็น 'ดาวเคราะห์จานเดียว'
ในที่สุด.กระดาษที่สามสำรวจแกนกลางดาวอังคารและขอบเขตของมัน ประการแรก นักวิจัยพบว่าเนื้อโลกของดาวอังคารมีเพียงชั้นเดียวเท่านั้น ซึ่งต่างจากเนื้อโลกสองชั้น
ประการที่สอง แกนกลางมีขนาดใหญ่กว่าที่เราคิดไว้มาก โดยมีรัศมีประมาณ 1,830 กิโลเมตร มันใหญ่มาก - มากกว่าครึ่งหนึ่งของรัศมีดาวเคราะห์ 3,390 กิโลเมตร และใหญ่กว่าที่คิดไว้ 200 กิโลเมตร
ข้อมูลแผ่นดินไหวยังชี้ให้เห็นว่าแกนกลางเป็นของเหลว แม้ว่าขนาดที่ใหญ่กว่าบ่งชี้ว่ามีความหนาแน่นต่ำกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งหมายความว่าแกนกลางน่าจะมีธาตุที่เบากว่า เช่น ซัลเฟอร์ ออกซิเจน คาร์บอน และไฮโดรเจน นอกเหนือจากเหล็กและนิกเกิล ซึ่งมีผลกระทบต่อวิทยาแร่ของขอบเขตแกนกลางและเนื้อโลก
ข้อมูลนี้สามารถช่วยให้เราทราบว่าดาวอังคารสูญเสียไดนาโมไปได้อย่างไร และสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้อง ซึ่งในทางกลับกัน ก็สามารถช่วยให้เราเข้าใจไดนาโมของดาวเคราะห์และสนามแม่เหล็กโดยทั่วไปได้ดีขึ้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับโลก
"ภารกิจ InSight เป็นโอกาสพิเศษในการรวบรวมข้อมูลนี้"นักแผ่นดินไหววิทยาและนักธรณีวิทยา โดเมนิโก จิอาร์ดินี กล่าวของ ETH ซูริก
“แต่เรายังวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดไม่เสร็จ ดาวอังคารยังคงนำเสนอความลึกลับมากมายแก่เรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่ามันก่อตัวในเวลาเดียวกันและจากวัตถุเดียวกันกับโลกของเราหรือไม่”
เอกสารทั้งสามฉบับได้รับการตีพิมพ์ในศาสตร์- สามารถพบได้ที่นี่-ที่นี่และที่นี่-
