piątek, 14 czerwcaCodzienne Wiadomości Biznesowe
Shadow

Naukowcy używają głębokiego skanowania planetarnego, aby potwierdzić marsjańskie jądro

Sejsmolodzy z The Australian National University (ANU) opracowali nową metodę skanowania głębokiego wnętrza planet w naszym Układzie Słonecznym, aby potwierdzić, czy mają one jądro w sercu swojego istnienia.  

Metoda skanowania, która działa podobnie do badania ultradźwiękowego wykorzystującego fale dźwiękowe do generowania obrazów ciała pacjenta, wymaga do działania tylko jednego sejsmometru na powierzchni planety. Można go również wykorzystać do potwierdzenia wielkości jądra planety. Badania zostały opublikowane w Nature Astronomy.  

Używając modelu ANU do skanowania całego wnętrza Marsa, naukowcy potwierdzili, że Czerwona Planeta ma duży rdzeń w swoim centrum — teoria po raz pierwszy potwierdzona przez zespół naukowców w 2021 roku.

Współautor badania profesor Hrvoje Tkalčić, z ANU, powiedział, że na podstawie danych zebranych za pomocą techniki ANU, naukowcy ustalili, że rdzeń Marsa, który jest mniejszy niż ziemski, ma około 3 620 kilometrów średnicy. 

„Nasze badania prezentują innowacyjną metodę wykorzystującą pojedynczy instrument do skanowania wnętrza dowolnej planety w sposób, który nigdy wcześniej nie został wykonany” – powiedział.   

Potwierdzenie istnienia jądra planety, które badacze określają jako „maszynownię” wszystkich planet, może pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o przeszłości i ewolucji planety. Może również pomóc naukowcom określić, w którym momencie w historii planety pole magnetyczne uformowało się i przestało istnieć.

Rdzeń odgrywa aktywną rolę w podtrzymywaniu pola magnetycznego planety. W przypadku Marsa, może to pomóc wyjaśnić, dlaczego, w przeciwieństwie do Ziemi, Czerwona Planeta nie ma już pola magnetycznego — czegoś, co jest krytyczne dla podtrzymania wszystkich form życia.   

„Modelowanie sugeruje, że rdzeń Marsa jest płynny i choć składa się głównie z żelaza i niklu, może zawierać również ślady lżejszych pierwiastków, takich jak wodór i siarka. Te elementy mogą zmienić zdolność rdzenia do transportu ciepła” – powiedział główny autor dr Sheng Wang, który jest również z ANU. 

„Pole magnetyczne jest ważne, ponieważ osłania nas przed promieniowaniem kosmicznym, dzięki czemu możliwe jest życie na Ziemi”.

Używając pojedynczego sejsmometru na powierzchni Marsa, zespół ANU zmierzył specyficzne rodzaje fal sejsmicznych. Fale sejsmiczne, które zostały wywołane przez trzęsienia ziemi na Marsie, wydzielają spektrum sygnałów, lub „echa”, które zmieniają się w czasie, gdy rozbrzmiewają w całym marsjańskim wnętrzu.  

Te fale sejsmiczne przebijają i odbijają się od marsjańskiego jądra. 

Profesor Tkalčić powiedział, że badacze są zainteresowani „późnymi” i „słabszymi” sygnałami, które mogą przetrwać godziny po ich emisji z trzęsień ziemi, uderzeń meteoroidów i innych źródeł.  

„Chociaż te późne sygnały wydają się być hałaśliwe i nieprzydatne, podobieństwo między tymi słabymi sygnałami zarejestrowanymi w różnych miejscach na Marsie przejawia się jako nowy sygnał, który ujawnia obecność dużego rdzenia w sercu Czerwonej Planety” – powiedział profesor Tkalčić. 

„Możemy określić, jak daleko te fale sejsmiczne podróżują, aby dotrzeć do marsjańskiego rdzenia, ale także prędkość, z jaką podróżują przez wnętrze Marsa. Te dane pomagają nam dokonać szacunków dotyczących wielkości jądra Marsa.” 

Naukowcy twierdzą, że ich metoda wykorzystania pojedynczego sejsmometru do potwierdzenia obecności rdzenia planety jest również „opłacalnym rozwiązaniem.”

„Na Marsie znajduje się jedna stacja sejsmiczna. Na Księżycu w latach 70. były cztery. Sytuacja posiadania ograniczonej liczby instrumentów raczej nie zmieni się w najbliższych dekadach, a nawet w tym stuleciu ze względu na wysokie koszty” – powiedział dr Wang.

„Już teraz potrzebujemy podejścia, które pozwoli na wykorzystanie tylko jednego sejsmometru do badania wnętrz planetarnych”.

Naukowcy mają nadzieję, że ta nowa, opracowana przez ANU technika obejmująca pojedynczy sejsmometr może być wykorzystana, aby pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o naszych innych planetarnych sąsiadach, w tym o Księżycu. 

„USA i Chiny planują wysłać sejsmometry na Księżyc, a Australia również ma ambicje uczestniczenia w przyszłych misjach, więc istnieje potencjał dla dalszych badań przy użyciu nowych i bardziej wyrafinowanych instrumentów” – powiedział profesor Tkalčić.  

Dr Wang powiedział: „Chociaż istnieje wiele badań dotyczących rdzeni planetarnych, obrazy, które mamy z wnętrz planet są nadal bardzo rozmyte. Ale dzięki nowym instrumentom i metodom, takim jak nasza, będziemy mogli uzyskać ostrzejsze obrazy, które pomogą nam odpowiedzieć na pytania, takie jak to, jak duże są rdzenie i czy przyjmują formę stałą czy płynną. 

„Nasza metoda może być nawet wykorzystana do analizy księżyców Jowisza i planet zewnętrznych Układu Słonecznego, które są stałe”. 

Aby przeprowadzić swoje badania, naukowcy z ANU wykorzystali dane zebrane z sejsmometru dołączonego do należącego do NASA lądownika InSight, który od momentu dotknięcia Marsa w 2018 roku zbiera informacje o trzęsieniach ziemi, marsjańskiej pogodzie i wnętrzu planety.   

Źródło: Australian National University