Το InSight Lander της NASA αποκαλύπτει τη δομή του πυρήνα, του μανδύα και του φλοιού του Άρη

• Πρακτορείο της NASA Όχημα προσγείωσης InSight Οι επιστήμονες έχουν ρίξει μια ματιά στη σύνθεση του πυρήνα του Άρη, του φλοιού και του μανδύα.
• Τρεις νέες μελέτες αποκαλύπτουν πώς συγκρίνεται η εσωτερική δομή του Άρη με αυτήν ότι η γη.
• Τα στοιχεία δείχνουν επίσης ότι ο Άρης είχε προστατευτική δύναμη μαγνητικό πεδίο Καθώς κάνετε τη γη, τότε χάνετε την.

Για πρώτη φορά, γνωρίζουμε πώς μοιάζει το εσωτερικό ενός άλλου πλανήτη.

στο τριπλούς Από σπουδές Μια διεθνής ομάδα περισσότερων από 40 επιστημόνων, που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Science, αποκάλυψε πώς ο πυρήνας, ο μανδύας και ο φλοιός του Άρη έρχονται σε αντίθεση με τη Γη.

Αναλύοντας τα σεισμικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από Ο εκσκαφέας InSight της NASA Στον Κόκκινο Πλανήτη, οι ερευνητές έχουν εκτιμήσει το μέγεθος του πυρήνα του Άρη, το πάχος του φλοιού του και τη σύνθεση της ατμόσφαιράς του (το στρώμα μεταξύ τους).

“Έχουμε απλώς τέτοιου είδους πληροφορίες για τη Γη και τη Σελήνη”, δήλωσε ο Brigitte Knappmayr Andron, πλανητικός σεισμολόγος στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας και συν-συγγραφέας της νέας έρευνας. “Αλλά η Σελήνη δεν μπορούμε να συγκρίνουμε με τη Γη πολύ καλά επειδή είναι πολύ μικρότερη.”

Ο Άρης, ωστόσο, είναι το μικρότερο δίδυμο της Γης μας. Νέες μελέτες δείχνουν ότι ο πυρήνας του είναι λιγότερο πυκνός από τη Γη, αλλά ανάλογος με το μέγεθος.

Ακτίνα σεισμικών κυμάτων μέσω της καρδιάς του Άρη

Το InSight, ο ρομποτικός επιστημονικός σταθμός της NASA ύψους 828 εκατομμυρίων δολαρίων, προσγειώθηκε στον Άρη τον Νοέμβριο του 2018. Από τότε, ο ανιχνευτής έχει χρησιμοποιήσει σεισμόμετρα – τα οποία ανιχνεύουν και καταγράφουν σεισμούς – για να ακούσουν παρόμοιους σεισμούς στον Άρη.

Τα σεισμικά κύματα από 12 από αυτούς τους βάλτους, που ταξιδεύουν κατευθείαν στη μέση του πλανήτη και αναπηδούν από τα στρώματα μέσα, βοήθησαν την ομάδα του Knappmayr να χαρτογραφήσει τα όρια του φλοιού και του πυρήνα.

“Φανταστείτε ότι έχετε ένα κλειστό κουτί και θέλετε να μάθετε τι είναι μέσα”, είπε ο Knappmayr. “Αυτή η μέθοδος είναι σαν να παίρνεις αυτό το κουτί και να το βάζεις σε ακτινογραφία.”

Ο Άρης έχει έναν παχύτερο πυρήνα από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες

Τα αποτελέσματα του InSight δείχνουν ότι ο Άρης έχει έναν μεγάλο υγρό πυρήνα που ξεκινά περίπου στα μισά του κέντρου του πλανήτη, περίπου 1.000 μίλια κάτω από την επιφάνεια.

Ο Amir Khan, σεισολόγος από το ETH Zurich στην Ελβετία και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε στο Insider ότι η ακτίνα του 1.143 μιλίων ήταν «μεγαλύτερη από το αναμενόμενο».

Τα όρια του υγρού εξωτερικού πυρήνα της Γης – που περιβάλλει έναν συμπαγή, μεταλλικό εσωτερικό πυρήνα – αρχίζουν βαθύτερα από τον εξωτερικό πυρήνα του Άρη, στα 1.800 πόδια.

Ωστόσο, η Γη είναι σχεδόν διπλάσια από τον Άρη και ο πυρήνας της είναι επίσης διπλάσιος.

Σε αντίθεση με τον πυρήνα του Νικελίου και του Σιδήρου, ο λιγότερο πυκνός πυρήνας του Άρη περιέχει ελαφρύτερα στοιχεία όπως το υδρογόνο και το οξυγόνο.

Ο Κόκκινος Πλανήτης φαίνεται να στερείται εσωτερικού πυρήνα, σύμφωνα με τον Simon Stahler, έναν άλλο συν-συγγραφέα της μελέτης και τον συνάδελφό του Khan στο ETH.

“Δεν ξέρουμε, θα το ψάξουμε”, δήλωσε ο Staller στο Insider, προσθέτοντας, “Είναι πιθανό οι θερμοκρασίες να είναι πολύ υψηλές για να σχηματιστεί ένας εσωτερικός πυρήνας.”

Ένας πιο κορεσμένος πυρήνας σημαίνει επίσης ότι ο μανδύας του Άρη είναι σχετικά λεπτότερος σε σύγκριση με τη Γη. Δεν διαθέτει επίσης ένα πυκνό στρώμα ορυκτών που ονομάζεται bridgemanite που κρατά το μανδύα της Γης σταθερό υπό υψηλή πίεση, κάτι που μπορεί να εξηγήσει το απροσδόκητο μέγεθος του πυρήνα.

«Με την έννοια των ορυκτών, ο μανδύας του Άρη είναι μια« απλούστερη »εκδοχή του πλανήτη Γη», είπε ο Χαν.

Ο Άρης είχε και χάσει το προστατευτικό μαγνητικό πεδίο του

Ο πυρήνας της Γης παίζει σημαντικό ρόλο στην προστασία του πλανήτη από τον άνεμο και την επικίνδυνη ηλιακή ακτινοβολία. φτερούγισμα Υγρός σίδηρος στον εξωτερικό πυρήνα Δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που εκτείνεται από εκεί μέχρι το διάστημα γύρω από τον πλανήτη μας.

Αυτή η δίνη προκαλείται, εν μέρει, από μια διαδικασία κατά την οποία ελαφρύτερο και θερμότερο υλικό από τον εξωτερικό πυρήνα ανεβαίνει στον μανδύα παραπάνω. Εκεί, τα μέρη αντικαθίστανται από ψυχρότερα και πυκνότερα υλικά μανδύα, τα οποία βυθίζονται στον πυρήνα παρακάτω. Αυτό είναι γνωστό ως μεταφορά.

Ενώ ο Άρης έχει υγρό πυρήνα, δεν διαθέτει τον περιστρεφόμενο κινητήρα γνωστό ως δυναμό.

Τμήματα του μαγνητισμένου φλοιού του Άρη δείχνουν ότι ο πλανήτης είχε κάποτε μαγνητικό πεδίο, μεταξύ 4 δισεκατομμυρίων και 4,5 δισεκατομμυρίων ετών πριν. Η απουσία ενός στρώματος νυφικό στο μανδύα του Άρη θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ο δυναμισμός του έκλεισε περίπου 300.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του πλανήτη. Χωρίς αυτό το στρώμα, η θερμότητα του εσωτερικού του Άρη θα διαφύγει γρηγορότερα, παραλύοντας τη μεταφορά που συμβαίνει εκεί.

Επιπλέον, «ο Άρης είναι μικρότερος και επομένως ψύχεται γρηγορότερα από τη Γη», είπε ο Stehler. “Ένας διαφορετικός πλανήτης – μια διαφορετική ιστορία.”

Ο φλοιός του κόκκινου πλανήτη είναι τόσο παχύς όσο ο φλοιός της γης

Οι κρούστες των δύο πλανητών έχουν παρόμοιο πάχος, σύμφωνα με τον Napmayer, αν και ο φλοιός του Άρη αποτελείται από δύο ή τρία στρώματα.

Το μέσο πάχος του φλοιού του Άρη είναι μεταξύ 14 και 44 μιλίων. Το πάχος του φλοιού της Γης ποικίλλει σημαντικά – κάτω από τους ωκεανούς Μπορεί να είναι τόσο στενή όσο 3 μίλια Μέχρι στιγμής κάτω από τις ηπείρους, έχουν πάχος μεταξύ 18 και 44 μιλίων.

Είπε ότι ο φλοιός του Άρη είναι παλαιός και σταθερός σε σύγκριση με τον φλοιό της Γης. Ο φλοιός του πλανήτη μας χωρίζεται σε τεκτονικές πλάκες που εκτείνονται πάνω από το μανδύα. Χάρη στη μεταφορά, αυτές οι πλάκες συγκρούονται μερικές φορές ή βυθίζονται μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι εμφανίζονται νέα κομμάτια κρούστας συνεχώς.

Ο Άρης στερείται αυτών των τεκτονικών πλακών, οπότε δεν έχει γεννηθεί νέα κρούστα από τότε που σχηματίστηκε ο φλοιός του πλανήτη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο πλανήτης κάποτε “πιθανώς τελείωσε πλήρως”, είπε ο Χαν, και στη συνέχεια αυτή η μάζα ζεστού υγρού διαφοροποιήθηκε σε κρούστα, μανδύα και πυρήνα.

Η απουσία τεκτονικής πλάκας σχετίζεται, εν μέρει, με την αργή μεταφορά στο μανδύα, σύμφωνα με τον Stehler. Η έλλειψη νερού παίζει επίσης ρόλο.

“Το νερό λιπαίνει την κίνηση της πλάκας στη Γη”, δήλωσε ο Stehler. “Στον Άρη, το νερό πιθανότατα χάθηκε πολύ νωρίς, όταν δεν υπήρχε πλέον δυναμό, και η ατμόσφαιρα ανατινάχτηκε από τον ηλιακό άνεμο.”

Ο επόμενος στόχος του InSight; το φεγγάρι

Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει στο παρελθόν παρατηρήσεις της μάζας, της διαμέτρου και της περιστροφής του Άρη από το διάστημα για να προβλέψουν πώς θα μοιάζουν τα εσωτερικά του στρώματα.

Ο Stähler ήταν ικανοποιημένος που τα αποτελέσματα του InSight ταιριάζουν με τις προηγούμενες προσδοκίες.

«Μπορούμε να επιβεβαιώσουμε πολύ δύσκολες εκτιμήσεις που έγιναν από τροχιά», είπε. «Γνωρίζουμε λοιπόν πόσο μπορούμε να εμπιστευτούμε εκτιμήσεις για την εσωτερική δομή της Αφροδίτης ή του Ερμή».

Η αποστολή InSight στον Κόκκινο Πλανήτη αναμένεται να συνεχιστεί μέχρι το τέλος του 2022, αλλά οι επιστημονικές εξερευνήσεις του εκφορτωτή δεν θα τελειώσουν το επόμενο έτος. Ο Stähler είπε ότι το InSight θα κατευθυνθεί προς το Φεγγάρι ως μέρος του προγράμματος Εμπορικών Σεληνιακών Ωφέλιμων Φορτίων της NASA το 2024.