Kunstnerens indtryk. (Géraldine Zenhauser/ETH Zürich) At kigge dybere under Jordens overflade kan fortælle os meget om dens historie og geologiske sammensætning, og det er det samme for enhver anden planet.
Nu InSight lander på overfladen af Mars har givet vores første dybdegående kig på, hvad der ligger lige under den røde planets overflade.
Seismometeret om bord på InSight – kaldet SEIS eller Seismic Experiment for Interior Structure – peger på et lavvandet sedimentært lag klemt inde mellem hærdede klipper som følge af lavastrømme, der går ned til en dybde på omkring 200 meter eller omkring 650 fod.
Dette kunne fortælle os meget om, hvordan Mars oprindeligt blev dannet, hvordan den udviklede sig over tid, og den slags geologiske faktorer, der stadig er i spil i dag. Især lavastrømmene kan forbindes med, hvad vi kender til planetens vulkanske fortid.
(Géraldine Zenhauser/ETH Zürich)
Øverst: Kunstnerens indtryk af InSight-landeren i Homestead Hollow, et lille nedslagskrater.
'Seismiske undersøgelser af den lavvandede undergrund omkring InSight-landingsstedet har hidtil været begrænset til de øverste 10-20 m ved hjælp af seismiske rejsetidsmålinger og jordoverholdelsesestimater, hvilket efterlader strukturer på få tiere til flere hundrede meters dybde ukendt,' forskerne forklare i deres papir .
InSight ankom til Mars i november 2018 og landede i den brede og flade slette kendt som Elysiums sletter . Her målte landerens instrumenter de lette omgivende vibrationer i jorden, forårsaget af vindene, der strømmede over planetens overflade, for at finde ud af, hvad der var ude af syne nedenunder.
Den samme teknik blev udviklet på Jorden for at vurdere undergrundens sammensætning og den tilhørende jordskælvsrisiko. På Mars var bølgemønstret i overensstemmelse med to tætte lag af klipper, såsom basalt, med et tyndere, mindre tæt lag af materiale i midten, højst sandsynligt af sedimentær natur.
Ud fra hvad vi ved om Mars' historie fra de kratere, der stadig er synlige på planeten i dag, antyder forskerne, at det øverste lag af hærdet lava er omkring 1,7 milliarder år gammelt, dannet under den kolde, tørre Amazonas periode på Mars, hvor der var relativt få meteoritter. og asteroide påvirkninger.
Det dybere lag ser ud til at være omkring 3,6 milliarder år gammelt, skabt i den hesperiske periode, hvor der var meget mere vulkansk aktivitet på den røde planet. Disse gamle perioder har støbt Mars ind i den planet, som vi ser og udforsker i dag.
'Dette hjælper med at binde dette til forsøget på at finde ud af, hvad timingen var mellem de forskellige aktiviteter,' fortalte geofysiker Bruce Banerdt fra Jet Propulsion Laboratory ved California Institute of Technology. Omvendt .
'Det faktum, at du har dette sedimentære lag, der er klemt mellem disse to vulkanske sten, fortæller, at der var en pause i den vulkanske aktivitet, en ret lang pause, fordi det tager lang tid for de sedimentære bjergarter at dannes.'
Tilstedeværelsen af det mellemlag, omkring 30-40 meter (98-131 fod) tykt, er noget af en overraskelse for forskerne, og det er ikke klart præcist, hvad det består af, eller hvordan det blev dannet. Det er muligt, at der er en vis blanding med Amazonas basalter, men nøjagtigheden af de seismiske aflæsninger falder på lavere dybder.
En del af nytten af disse data ligger i at finde ud af, om der nogensinde har eksisteret liv på Mars, men det fortæller os også mere om Jordens historie og evolution - Jorden og Mars er faktisk ret ens med hensyn til geologisk sammensætning.
Bortset fra gammel planetarisk historie er der en mere umiddelbar fordel ved at vide, hvad der er under Mars' overflade på forskellige punkter: Det gør det muligt for forskere at finde de bedste steder at placere landere, rovere og (efterhånden) rumstationer i fremtiden.
'Selvom resultaterne hjælper til bedre at forstå de geologiske processer i Elysium Planitia, er sammenligning med præ-landingsmodeller også værdifuld for fremtidige landede missioner, da det kan hjælpe med at forfine forudsigelser,' siger seismolog Brigitte Knapmeyer-Endrun fra universitetet i Köln i Tyskland.
Forskningen er publiceret i Naturkommunikation .