Wysłana przez NASA misja InSight na Marsa pomogła naukowcom sporządzić mapę wewnętrznej struktury Marsa, w tym rozmiaru i składu jego jądra, a także dostarczyła ogólnych wskazówek na temat jego burzliwego powstawania.
Jednak ustalenia z nowego artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature mogą doprowadzić do ponownej analizy tych danych. Międzynarodowy zespół badaczy odkrył obecność warstwy stopionego krzemianu pokrywającej metaliczne jądro Marsa, co dostarczyło nowych informacji na temat tego, jak Mars powstawał, ewoluował i stał się jałową planetą, jaką jest dzisiaj.
Opublikowany 25 października 2023 r. artykuł zespołu szczegółowo opisuje wykorzystanie danych sejsmicznych do lokalizacji i identyfikacji cienkiej warstwy stopionych krzemianów (minerałów tworzących skały, które tworzą skorupę i płaszcz Marsa i Ziemi) leżącej pomiędzy płaszczem Marsa a jądrem . Po odkryciu tej stopionej warstwy naukowcy ustalili, że rdzeń Marsa jest zarówno gęstszy, jak i mniejszy niż poprzednie szacunki, co jest wnioskiem, który lepiej pokrywa się z innymi danymi geofizycznymi i analizami marsjańskich meteorytów.
Vedran Lekic, profesor geologii na Uniwersytecie Maryland i współautor artykułu, porównał stopioną warstwę do „koła grzejnego” pokrywającego jądro Marsa.
„Koc nie tylko izoluje ciepło pochodzące z rdzenia i zapobiega jego ochłodzeniu, ale także koncentruje pierwiastki radioaktywne, których rozkład generuje ciepło” – powiedział Lekic. „A kiedy tak się stanie, rdzeń prawdopodobnie nie będzie w stanie wytworzyć ruchów konwekcyjnych, które wytworzyłyby pole magnetyczne – co może wyjaśniać, dlaczego Mars obecnie nie ma wokół siebie aktywnego pola magnetycznego”.
Bez funkcjonującego ochronnego pola magnetycznego wokół siebie planeta ziemska, taka jak Mars, byłaby niezwykle podatna na ostre wiatry słoneczne i utraciłaby całą wodę ze swojej powierzchni, czyniąc ją niezdolną do podtrzymania życia. Lekic dodał, że tę różnicę między Ziemią a Marsem można przypisać różnicom w strukturze wewnętrznej i różnym ścieżkom ewolucji planet, jakie obrały obie planety.
„Pokrycie termiczne metalicznego jądra Marsa przez warstwę cieczy u podstawy płaszcza oznacza, że do wytworzenia pola magnetycznego rejestrowanego w skorupie marsjańskiej przez pierwsze 500–800 milionów lat jej ewolucji niezbędne są źródła zewnętrzne” – stwierdziło główny autor artykułu Henri Samuel, naukowiec z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych. „Źródłami tymi mogą być uderzenia energetyczne lub ruch jądra generowany przez interakcje grawitacyjne ze starożytnymi satelitami, które od tego czasu zniknęły”.
Wnioski zespołu potwierdzają teorię, że Mars był kiedyś oceanem stopionej magmy, która później skrystalizowała, tworząc warstwę stopionego krzemianu wzbogaconego w żelazo i pierwiastki radioaktywne u podstawy płaszcza Marsa. Ciepło emanujące z pierwiastków radioaktywnych radykalnie zmieniłoby ewolucję termiczną i historię chłodzenia czerwonej planety.
„Te warstwy, jeśli są szeroko rozpowszechnione, mogą mieć dość poważne konsekwencje dla reszty planety” – powiedział Lekic. „Ich istnienie może pomóc nam powiedzieć, czy pola magnetyczne mogą być generowane i utrzymywane, jak planety ochładzają się w czasie, a także jak zmienia się dynamika ich wnętrz w czasie”.
Misja NASA InSight oficjalnie zakończyła się w grudniu 2022 roku, po ponad czterech latach zbierania danych na Marsie, ale analiza obserwacji trwa. Samuel, Lekic i ich współautorzy należą do najnowszych badaczy, którzy ponownie zbadali wcześniejsze modele Marsa, wykorzystując sejsmologię do potwierdzenia struktury planety i burzliwej historii.
„To nowe odkrycie stopionej warstwy to tylko jeden przykład tego, jak wciąż uczymy się nowych rzeczy z zakończonej misji InSight” – powiedział Lekic. „Mamy nadzieję, że informacje, które zebraliśmy na temat ewolucji planet przy użyciu danych sejsmicznych, torują drogę przyszłym misjom do ciał niebieskich, takich jak Księżyc i innych planet, takich jak Wenus”.