Mars verbergt een radioactieve zee van magma onder zijn oppervlak

In 2021 lijkt het alsof Mars een verrassend groot hart heeft. Wetenschappers gebruiken InSight, een robotlander, om het binnenland van de planeet te bestuderen. Het ruimtevaartuig hoorde genoeg aardbevingen op Mars om zich een beeld te vormen van de gelaagde aard van de onderwereld van Mars.

De schaal en mantel waren niet bijzonder vreemd. De kern was echter erg groot en niet erg dicht voor zo’n kleine planeet.

Voor sommige onderzoekers was deze basismeting niet geldig.

‘We hebben iets gemist,’ zei hij. Amir Khan, een geofysicus aan de ETH Zürich in Zwitserland die de InSight-gegevens bestudeerde. “maar wat?”

Het blijkt dat de kern van Mars klein is, hebben Dr. Khan en andere onderzoekers ontdekt.

in twee studies Onderzoekers hebben het seismische record van InSight opnieuw geëvalueerd, dat woensdag in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd. Beide teams concludeerden onafhankelijk van elkaar dat de kern van Mars meer lijkt op de heavy metal-kern van ons universum dan eerder werd gedacht. De aanvankelijke schatting van de grotere omvang was het resultaat van een onontdekte oceaan van gesmolten gesteente van 90 tot 200 kilometer diep, waardoor de kern groter leek dan hij in werkelijkheid was.

Maar de diepe magmazee, verborgen onder de stevige mantel van Mars, gesmolten gehouden door radioactieve elementen, is vreemd. “Het bestaat niet op aarde,” zei Dr. Khan, en de aanwezigheid ervan kan een heroverweging van de chaotische evolutie van de Rode Planeet vereisen.

Wetenschappers bestuderen al meer dan een eeuw de geologische lagen van de aarde met behulp van de lichtgevende kracht van seismische golven die worden gegenereerd door een aardbeving. De InSight-rover, die in november 2018 op Mars landde, werd gestuurd om te kijken of de roestige ingewanden van de wereld vergelijkbaar waren.

Maar het bestuderen van Mars met behulp van een enkele seismometer is moeilijk gebleken. De instrumenten van InSight detecteerden slechts een paar bescheiden aardbevingen, die meestal afkomstig waren van… Twitch-gebied Dichtbij het ruimtevaartuig is slechts een klein stukje van de Mars-taart seismisch in beeld gebracht. Een tijdlang leken aardbevingen op Mars ook terug te stuiteren, maar niet door te dringen in de diepste kern van de planeet, waardoor er heel weinig informatie over de kern werd onthuld.

De onderzoekers stelden vast dat de straal van de kern van Mars ongeveer 1800 kilometer bedroeg, wat erop wijst dat deze niet erg dicht is. De kernen van aardse planeten zouden ijzerrijk zijn, maar dit werd uiteindelijk bevestigd in de uitpuilende kern van Mars. Volledig vloeibaar – Het leek 27 procent lichter dan puur vloeibaar ijzer. De implicatie was dat de kern van Mars vreemd genoeg rijk was aan lichtere elementen zoals zwavel, koolstof, zuurstof en waterstof – een wazige substantie die door de jonge zon had moeten worden weggeblazen voordat Mars werd gevormd.

Verbaasd hoopten wetenschappers dat sterkere seismische diffractie duidelijkheid zou verschaffen. En op 18 september 2021 gaf de hemel zich over: een meteoor raasde het halfrond tegenover InSight binnen, waardoor seismische golven vrijkwamen die door de kern schoten en rond de randen stuiterden.

“Dat was het keerpunt”, zei hij. Hendrik Samuëleen geofysicus aan de Paris City University en auteur van een van de nieuwe studies.

Gebaseerd op een model van de thermische en chemische evolutie van Mars, stelden Dr. Samuel en zijn collega’s het bestaan ​​van A Ingebedde magma-oceaankern In 2021. Maar “we hebben geen enkel seismisch bewijs”, zei hij. Met deze meteorietinslag bevestigde zijn team het bestaan ​​van deze ultrahete radioactieve soep.

Het team van dr. Khan maakte ook gebruik van het effect om de seismische gegevens van InSight opnieuw te onderzoeken, door deze te combineren met computersimulaties die onderzochten hoe ijzerrijke legeringen zich op moleculair niveau gedragen – en daarbij ontdekten ze onafhankelijk de verborgen magma-oceaan van Mars.

Door zijn aanwezigheid heeft de vloeibare kern een straal van bijna 1600 kilometer, en is het een dichter, ijzerrijk hemellichaam met minder lichtere elementen, wat gemakkelijker te verklaren is.

Hij zei dat de ontdekking ‘absoluut fascinerend’ is en dat de gecombineerde conclusies van de onderzoeken overtuigend zijn Paula Colemier, een seismoloog aan de Universiteit van Oxford, was niet betrokken bij het onderzoek. “Maar ze kunnen wel een nieuw probleem opleveren.”

Voordat Mars 3,8 miljard jaar geleden instortte, had hij een magnetisch veld dat zijn atmosfeer beschermde. Wetenschappers geloofden dat het magnetische veld werd gegenereerd door de vloeibare ijzerkern af te koelen, waardoor deze sterk werd gemengd. Maar een radioactieve deken van magma zou de kern erg warm hebben gehouden.

Daarom is een nieuw oorsprongsverhaal voor de magnetische bel van Mars nodig. Dr. Samuels kwam met één suggestie: Mars heeft misschien al lang geleden manen gehad die groter waren dan de huidige, het soort waarvan de sterke zwaartekracht magnetische bewegingen in de kern kon veroorzaken. Maar hij zei dat dit op dit moment slechts een hypothese is.

Vier jaar later stierf InSight in 2022. Maar de ontdekking van deze magma-oceaan zal waarschijnlijk niet de laatste verrassing van de missie zijn. “Dit is nog maar het begin”, zei Dr. Samuel.