Egy 2021 szeptemberében a Marsba csapódó meteorit átírta azt, amit a szakértők a Mars belsejéről tudni véltek. A kutatók a becsapódás után a bolygón áthaladó szeizmikus hullámokat elemezve felfedeztek egy olvadt kőzetréteget, amely a Mars folyékony fémből álló magját burkolja. A Nature című folyóiratban a napokban megjelent két tanulmányban közölt felfedezés azt jelenti, hogy a Mars magja kisebb a korábban gondoltnál. Ez egyben megoldja a vörös bolygó kialakulásának és évmilliárdok során végbement fejlődésének néhány rejtélyét is.

A felfedezés a NASA InSight küldetésének köszönhető. A szeizmométerrel ellátott leszállóegység 2018 és 2022 között több száz marsrengést észlelt. Ezek a tényleges rengések, illetve a becsapódások által keltett szeizmikus hullámok lelassulnak vagy felgyorsulnak attól függően, hogy milyen típusú anyagon haladnak keresztül, így a szeizmológusok a hullámok áthaladásának mérésével következtetni tudnak arra, hogy milyen a bolygó belseje. A kutatók a Földön is a földrengésekből származó információk segítségével térképezték fel a bolygó rétegeit: a töredezett külső kérget, a nagyrészt szilárd köpenyt, a folyékony külső magot és a szilárd belső magot. Annak kiderítése, hogy más bolygók is rendelkeznek-e hasonló rétegekkel, kulcsfontosságú a geológiai történetük megértéséhez, beleértve azt is, hogy valaha is alkalmasak voltak-e az élet számára.

Az InSight szeizmométere volt az első eszköz a vörös bolygón, amely marsrengéseket detektált. A kutatók 2021 júliusában a küldetés során rögzített első 11 rengés megfigyelései alapján arról számoltak be, hogy a Mars folyékony magjának sugara körülbelül 1830 kilométer lehet. Ez nagyobb volt, mint amire sok szakértő számított. És azt is sugallta, hogy a mag meglepően nagy mennyiségben tartalmaz könnyű kémiai elemeket, például ként, amely a vassal keveredik.

A 2021 szeptemberében bekövetkezett becsapódás azonban megoldotta a rejtélyt, mondja Henri Samuel, a párizsi Geofizikai Intézet geofizikusa, az egyik új tanulmány vezető szerzője. A meteorit a bolygónak az InSighttal pont ellentétes oldalán csapódott be. Ez jóval távolabb van az InSight által korábban vizsgált marsi rengéseknél, és lehetővé tette, hogy a szonda a Mars magján keresztül terjedő szeizmikus hullámokat érzékeljen. „Nagyon izgatottan vártuk az eredményeket” – mondja Jessica Irving, a Bristoli Egyetem szeizmológusa, a tanulmány társszerzője.

Samuel számára ez kiváló lehetőség volt arra, hogy tesztelje azt az elképzelését, miszerint a Mars magját egy olvadt kőzetréteg veszi körül. A szeizmikus energia bolygón való áthaladásának módja megmutatta, hogy amit a tudósok a folyékony mag és a szilárd köpeny közötti határnak hittek, amely 1830 kilométerre van a bolygó középpontjától, valójában egy másik réteg az ismert folyékony és szilárd részek között. Samuel véleménye szerint a tényleges mag az olvadt kőzetréteg alatt van eltemetve, és a sugara mindössze 1650 kilométer.

A mag felülvizsgált mérete megold néhány rejtélyt. Ez azt jelenti, hogy a marsi mag valójában nem tartalmaz nagy mennyiségű könnyű elemet, ami jobban megfelel a laboratóriumi és elméleti modelleknek. És a folyékony köpenyréteg jobban illeszkedik más bizonyítékokhoz is, például ahhoz, ahogy a Mars deformálódik holdja, a Phobos gravitációja miatt.

A Nature-ben megjelent második tanulmányt egy másik kutatócsoport jegyzi, amelynek tagjai egyetértenek azzal, hogy a Mars magját egy olvadt kőzetréteg veszi körül, de a mag sugarát kicsit nagyobbnak, 1675 kilométeresre becsülik. A vizsgálat során ugyanannak a meteoritbecsapódásnak a szeizmikus hullámait elemezték, valamint szimulációkat végeztek az olvadt elemek, például vas, nikkel és kén keverékeinek tulajdonságairól a Mars magjában uralkodó magas nyomáson és hőmérsékleten.

Az, hogy az olvadt kőzet közvetlenül az olvadt vas mellett van, egyedülállónak tűnik, mondja Amir Khan, az ETH Zürich geofizikusa, a tanulmány vezető szerzője. Olyan folyékony-folyékony rétegződés jellemzi, ami a Földön nem létezik, folytatja a kutató. Az olvadt kőzetréteg egy, a Marsot egykor borító magmaóceán maradványa lehet. Ahogy a bolygó külseje lehűlt és szilárdult, a mélyben egy radioaktív elemekből álló réteget maradt hátra, amely még mindig hőt bocsát ki, és a köpeny alján olvadtan tartja a kőzetet, mondja Samuel.

Az InSight leszállóegység már nem üzemel, napelemeit belepte a por, így nem valószínű, hogy a szakértők a közeljövőben olyan bizonyítékokat gyűjthetnek, amelyekkel a Mars magjának méretét ismét jelentősen felülvizsgálhatják. A küldetés korábbi megfigyeléseinek újbóli elemzése azonban felfedhet néhány új részletet a Mars belsejéről.