Największe trzęsienie ziemi, jakie kiedykolwiek wykryto na Marsie, ujawniło warstwy w jego skorupie, które mogą wskazywać na przeszłe zderzenie z masywnym obiektem, takim jak meteoroid. Wcześniejsze dane sugerowały występowanie dużego wpływu w przeszłości, a odkrycia dostarczają dowodów, które mogą potwierdzać tę hipotezę.
Badania, prowadzone przez planetologów z UCLA i opublikowane w dwóch artykułach w Geophysical Research Letters, mogą również wskazywać, że pod powierzchnią leżą naprzemienne warstwy skał wulkanicznych i osadowych.
Trzęsienie ziemi o sile 4,7 stopnia w skali Richtera miało miejsce w maju 2022 roku i trwało ponad cztery godziny, uwalniając pięć razy więcej energii niż jakiekolwiek wcześniej zarejestrowane trzęsienie ziemi. Choć umiarkowany według ziemskich standardów, temblor był jednak wystarczająco silny, aby wysłać sejsmiczne fale powierzchniowe całkowicie wokół obwodu planety, po raz pierwszy zaobserwowano to zjawisko na Marsie.
Odczyty pochodziły z sondy InSight, która wylądowała na Marsie w 2018 roku. InSight to pierwszy sejsmometr kosmiczny, który dogłębnie bada „wewnętrzną przestrzeń” Marsa: jego skorupę, płaszcz i jądro.
„Sejsmometr na pokładzie lądownika InSight zarejestrował tysiące trzęsień ziemi, ale nigdy nie było tak dużego, a zarejestrowanie go zajęło ponad trzy lata po wylądowaniu” – powiedziała autorka Caroline Beghein, profesor nauk o Ziemi, planetarnych i kosmicznych. „Trzęsienie to wygenerowało różne rodzaje fal, w tym dwa rodzaje fal uwięzionych blisko powierzchni. Tylko jedną z tych dwóch obserwowano wcześniej na Marsie, po dwóch uderzeniach, nigdy podczas trzęsienia ziemi”.
Mapowanie aktywności sejsmicznej, lokalizacji i częstotliwości uderzeń w Marsa i strukturę wewnętrzną jest ważne dla przyszłych misji na czerwoną planetę, ponieważ dostarczy naukowcom i inżynierom informacji, gdzie i jak budować struktury, aby zapewnić bezpieczeństwo przyszłym ludzkim odkrywcom.
Podobnie jak na Ziemi, badanie sposobu, w jaki fale sejsmiczne przemieszczają się przez skały, może dać naukowcom wskazówki dotyczące temperatury i składu planety pod powierzchnią, które pomogą w poszukiwaniu podziemnych wód lub magmy. Pomaga także naukowcom zrozumieć przeszłe siły, które ukształtowały planetę.
Grupa Begheina połączyła pomiary z dwóch rodzajów fal powierzchniowych, zwanych falami Love i Rayleigha, aby wywnioskować prędkość podziemnych fal ścinających, które poruszają się poziomo i przesuwają skały prostopadle do kierunku propagacji fali. Po raz pierwszy zaobserwowano fale Love w połączeniu z falami Rayleigha na Marsie.
Pomiary wykazały, że fale ścinające poruszają się szybciej w skorupie, gdy skały znajdujące się na głębokości od 10 do 25 kilometrów pod ziemią oscylują w kierunku prawie równoległym do powierzchni planety, niż gdyby skały wibrowały w kierunku pionowym.
„Ta informacja o prędkości fal jest związana z deformacjami wewnątrz skorupy” – powiedział Beghein. „Naprzemienne skały wulkaniczne i warstwy osadowe, które zostały zdeponowane dawno temu, lub bardzo duże uderzenie, takie jak meteoroid, najprawdopodobniej odpowiada za obserwowane przez nas pomiary fal sejsmicznych”.
Dane te umożliwiły również Jiaqi Li, badaczowi ze stopniem doktora UCLA w grupie Begheina, dowiedzieć się, że fale ścinające poruszają się szybciej na południowych obszarach wyżynnych Marsa niż na północnych nizinach. Północna półkula Marsa ma niższą wysokość i jest pokryta większą liczbą kraterów niż półkula południowa. Powszechna teoria wyjaśniająca pochodzenie tej różnicy miała duży wpływ na niziny.
Nowe dane wskazują na obecność grubych nagromadzeń skał osadowych i stosunkowo wyższą porowatość na nizinach. Większe ilości gazu, takie jak powietrze uwięzione w tych skałach osadowych, spowalniają fale.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet Kalifornijski – Los Angeles. Oryginał napisany przez Holly Ober. Uwaga: treść może być edytowana pod kątem stylu i długości.