Már majdnem 3 év telt el azóta, hogy a NASA InSight küldetése véget ért a Mars felszínén, miután napelemeit működésképtelenné tette a por. De a szonda adatai, amelyekben többek közt gyenge marsrengések jelzéseit rögzítették a bolygó belsejének vizsgálatához, még napjainkban is új eredményeket hoznak. Nemrégiben két új tanulmány is megjelent, amelyek az InSight adatait felhasználva radikálisan új képet festenek a Marsról.
Az egyik szerint óriási becsapódások maradványai vannak eltemetve a bolygó belsejében. A másikban pedig egy szilárd belső magot azonosítottak a szerzők.
Összességében a megállapítások azt sugallják, hogy a bolygó egyszerre hasonlít és nem hasonlít a Földre, ahogy azt a kutatók várták is. Az első eredmény, amelyet a múlt héten publikáltak a Science magazinban, azt sugallja, hogy a Mars köpenye – a bolygó térfogatának legnagyobb részét kitevő kőzetréteg – nem folyik és keveredik, mint a Földé, hanem megőrizte magában a kisebb égitestek maradványait, amelyek beleütköztek, és kialakították a bolygót. A második eredmény, amelyet pár napja tettek közzé a Nature oldalain, még mélyebbre hatol, és szerzői megállapítják, hogy a Mars – a Földhöz hasonlóan – nem rendelkezik tisztán olvadt fémmaggal, ahogyan azt az InSight korábbi elemzései sugallták, hanem a mag szilárd a közepén.
Bolygónyi időkapszula
Egyik kutatás sem ad egyértelmű eredményeket. Ez abból fakad, hogy a Mars szeizmológiájának vizsgálata nagy kihívást jelent. A Földön a kutatók több száz szeizmikus állomást használnak, hogy tanulmányozzák a bolygón áthaladó, néha különböző sűrűségű rétegekről visszaverődő, több ezer erős földrengésből származó szeizmikus hullámokat. Az InSight azonban csak egyetlen, szélnek kitett szeizmikus állomással rendelkezett, amely főként gyenge marsrengéseket mért. Mindkét vizsgálat eredményeit szkepticizmusan kell kezelni, mondja Hrvoje Tkalčić, az Ausztrál Nemzeti Egyetem szeizmológusa.
De ha a kutatások megállják a helyüket, akkor megváltoztathatják a kőzetbolygók kialakulásáról alkotott ismereteinket, teszi hozzá Qian Yuan, a Texas A&M Egyetem geofizikusa.
A köpenyben konzerválódott maradványstruktúrák alátámasztják azt az elképzelést, hogy a kőzetbolygók bolygócsírák ütközéseiből keletkeznek, és nem kisebb részecskék felhőjéből állnak össze, ahogyan egyes kutatók feltételezik
– mondja Alessandro Morbidelli, a Côte d’Azur Egyetem bolygókutatója. A belső magról szóló tanulmány pedig megkérdőjelezi azokat a modelleket, amelyek szerint a Mars magja teljesen olvadt. „Gyanítom, hogy ez sok embert fog boldogtalanná tenni” – mondja Simon Stähler, az ETH Zürich szeizmológusa. „Sokan nagyon meg voltak elégedve a szilárd belső mag hiányával.”
A Föld belsejével ellentétben, amelyet a lemeztektonika teljesen összekevert, a Mars egy időkapszula, mondja Constantinos Charalambous, az Imperial College London bolygókutatója és a Science-tanulmány vezető szerzője. Ennek az ősi történelemnek a feltárásához nagy frekvenciájú szeizmikus hullámok elemzését kellett felhasználni, amelyek a Marson sokkal tovább maradnak fenn, mint a Földön, ahol a víz elnyeli őket.
Charalambous és kollégái úgy látták, hogy minél mélyebbre hatoltak a köpenyben a magas frekvenciájú hullámok, annál inkább késleltetett az InSighthoz való érkezésük. A kutató elmondása szerint ez olyan, mintha kis autók törmelékkel találkoznának az úton, míg a hosszú hullámhosszú marsrengések úgy gördültek át az akadályokon, mint a monstertruckok. A csapat gyanítja, hogy a szeizmikus gátak magmaóceánok kristályosodott, megkeményedett maradványai, amelyek régen alakultak ki, amikor aszteroidák bombázták a fiatal Marsot. „Látjuk, hogy valóban vannak maradványok” – mondja Charalambous.
Az, hogy a Mars nem keverte össze ezeket a maradványokat, arra utal, hogy a köpenye hideg és lassan mozog, ellentétben a Föld forró köpenyével, ahol a felszín felé emelkedő plazmatömegek működtetik a vulkanikus régiókat. Ez magyarázhatja a Mars gyenge vulkanizmusát, mondja Junjie Dong, a Kaliforniai Műszaki Intézet ásványfizikusa.
Magfizika
A szilárd belső mag létezésére vonatkozó eredmény talán még vitatottabb, mivel a korábbi vizsgálatok teljesen olvadt magot jeleztek. Amikor az InSight csapata korábban észlelte a mag szélét, a szeizmikus adatok nem mutattak szilárd anyag jelenlétére utaló jeleket. A mag nagy mérete is arra utalt, hogy könnyebb elemek, például kén is jelen vannak benne, különben nem lennének értelmezhetőek az ismert sűrűségi adatok. Az ilyen elemek viszont csökkentik a vas olvadáspontját, így kevésbé valószínű, hogy az megszilárdul. Az InSight rádiókísérletével a bolygó gravitációs terében mért apró ingadozásokat is úgy tudták a legjobban megmagyarázni, ha nincs szilárd belső ma – bár ennek létezését nem tudták kizárni.
Amikor azonban Daoyuan Sun, a Kínai Tudományos és Műszaki Egyetem szeizmológusa és kollégái újra megvizsgálták az InSight adatait, úgy látták, hogy a magon áthaladó és a mag-köpeny határán visszaverődő szeizmikus hullámok körülbelül 50–200 másodperccel később érkeztek célba, mintha teljes mértékben olvadt magon haladtak volna át. Ez sűrű belső mag jelenlétére utalt, amely lelassította őket. Az adatok újbóli átvizsgálása során azonosítottak egy olyan szeizmikus hullámot is, amely úgy tűnt, hogy közvetlenül a belső mag felületéről verődött vissza. A csoport által elemzett egyéb szeizmikus hullámok is megerősítik ezt a megállapítást, mondja Sun. A belső mag valóban létezik, és biztosak vagyunk az eredményeinkben, teszi hozzá a szakértő.
A megállapítás azonban nehezen összeegyeztethető két, két évvel ezelőtt a Nature-ben megjelent tanulmánnyal, amelyek szerint a mag felett egy olvadt köpenyréteg fekszik, amely hőpaplanként melegíti azt. Ez a hő megnehezítené a szilárd mag lehűlését és kristályosodását, mondja Henri Samuel, a Párizsi Geofizikai Intézet bolygókutatója, aki az egyik korábbi kutatást vezette. „Bevallom, ez az eredmény meglepett” – mondja.
Az új eredmény kérdéseket vet fel a Mars mágneses dinamójával kapcsolatban is, amely több milliárd évvel ezelőtt leállt.
A Földön a belső mag kristályosodása segít hajtani a olvadt külső magot, amely a bolygó mágneses terét generálja. „Lehetséges, hogy a marsi mágneses térről szóló adatokat félreértelmezzük, vagy pedig valamilyen más folyamat gátolja a Mars olvadt kőzeteinek mozgását” – mondja Dong.
Az olvadt réteg és a belső mag észlelése egyaránt problémákat vet fel, mondja Stähler, és nehéz lesz kideríteni, hogy ezek hogyan illeszkednek egymáshoz. Sun csapata kizárta a nyilvánvaló hibaforrásokat, de az InSight adatai alapvetően elég zajosak, mondja. Jelenleg úgy érzi, hogy ez az állítás körülbelül annyira tekinthető bizonyosnak, mint azok, amelyek a Hold kapcsán belső mag létezését feltételezik, és ezek a bizonyítékok elég gyengék. „Nem tenném rá a házamat... De 200 dollárt igen” – mondja.
