Studia nt Mars odsłoniły ukryte struktury i gęste obszary pod starymi dnami oceanicznymi, wpływające na aktywność wulkaniczną Olympus Mons.
Korzystanie z danych grawitacyjnych i nowych spostrzeżeń z NASAmisji InSight naukowcy zamierzają szczegółowo zmapować te cechy w ramach nadchodzącej misji MaQuIs.
Ukryte struktury Marsa: odkrycia pod osadami
Badania zmian grawitacji na Marsie ujawniły gęste struktury o dużej skali ukryte pod warstwami osadów zaginionego oceanu. Analiza, która łączy modele i dane z wielu misji, pokazuje również, że aktywne procesy zachodzące w płaszczu Marsa mogą pobudzać rozwój największego wulkanu w Układzie Słonecznym, Olympus Mons. Odkrycia zostały zaprezentowane w tym tygodniu na Kongresie Naukowym Europlanet (EPSC) w Berlinie przez Barta Roota z Politechniki w Delft (TU Delft).
Na Marsie znajduje się wiele ukrytych struktur, takich jak pokłady lodu, ale cechy odkryte na północnych równinach polarnych pozostają tajemnicą, ponieważ są one pokryte grubą i gładką warstwą osadów, która, jak się uważa, osadziła się na starożytnym dnie morskim.
„Te gęste struktury mogą być pochodzenia wulkanicznego lub mogą składać się z materiału zagęszczonego w wyniku starożytnych uderzeń. Zidentyfikowaliśmy około 20 obiektów o różnej wielkości, rozmieszczonych wokół obszaru otaczającego północną czapę polarną – z których jeden przypomina kształtem psa” – stwierdziła dr Root. „Wygląda na to, że na powierzchni nie ma po nich śladu. Jednakże dzięki danym dotyczącym grawitacji mamy kuszący wgląd w starszą historię północnej półkuli Marsa.”
Spostrzeżenia z orbit satelitów: nowe spojrzenie na wnętrze Marsa
Dr Root i współpracownicy z TU Delft i Uniwersytetu w Utrechcie wykorzystali niewielkie odchylenia orbit satelitów, aby zbadać pole grawitacyjne Marsa i znaleźć wskazówki dotyczące wewnętrznego rozkładu masy planety. Dane te wprowadzono do modeli wykorzystujących nowe obserwacje z misji NASA Insight dotyczące grubości i elastyczności skorupy marsjańskiej, a także dynamiki płaszcza planety i głębokiego wnętrza, aby stworzyć mapę globalnej gęstości Marsa.
Mapa gęstości pokazuje, że cechy bieguna północnego wynoszą około 300-400 kg/m3 gęstsze niż ich otoczenie. Jednak badanie ujawniło również nowy wgląd w struktury leżące u podstaw ogromnego regionu wulkanicznego Tharsis Rise, który obejmuje kolosalny wulkan Olympus Mons.
Zrozumienie marsjańskiego wulkanizmu: Olympus Mons i nie tylko
Chociaż wulkany są bardzo gęste, obszar Tharsis znajduje się znacznie wyżej niż średnia powierzchnia Marsa i jest otoczony obszarem o stosunkowo słabej grawitacji. Tę anomalię grawitacyjną trudno wyjaśnić na podstawie różnic w samej skorupie marsjańskiej i górnym płaszczu. Badanie przeprowadzone przez dr Roota i jego zespół sugeruje, że lekka masa o średnicy około 1750 kilometrów i głębokości 1100 kilometrów nadaje całemu regionowi Tharsis impuls w górę. Można to wytłumaczyć ogromnym pióropuszem lawy głęboko we wnętrzu Marsa, przemieszczającym się w kierunku powierzchni.
„Misja NASA InSight dostarczyła nam nowych, ważnych informacji na temat twardej zewnętrznej warstwy Marsa. Oznacza to, że musimy ponownie przemyśleć, jak rozumiemy wsparcie dla wulkanu Olympus Mons i jego otoczenia” – powiedział dr Root. „Pokazuje, że na Marsie mogą nadal zachodzić aktywne ruchy, wpływające na powierzchnię i prawdopodobnie tworzące nowe struktury wulkaniczne”.
Przyszłość eksploracji Marsa: misja MaQuIs
Dr Root należy do zespołu proponującego misję Martian Quantum Gravity (MaQuls), której celem jest wykorzystanie technologii opracowanej na potrzeby misji takich jak GRAIL i GRACE na Księżycu i Ziemi do szczegółowego mapowania pola grawitacyjnego Marsa.
„Obserwacje za pomocą MaQuI umożliwiłyby nam lepsze badanie podpowierzchni Marsa. Pomogłoby nam to dowiedzieć się więcej o tych tajemniczych, ukrytych cechach i zbadać zachodzącą konwekcję w płaszczu, a także zrozumieć dynamiczne procesy powierzchniowe, takie jak sezonowe zmiany atmosferyczne i wykrywanie zbiorników wód gruntowych” – powiedziała dr Lisa Wörner z DLR, która przedstawiła misji MaQuIs na EPSC2024 w tym tygodniu.
Referencje:
„Badania wielkomaszowych struktur podpowierzchniowych na półkuli północnej za pomocą modelowania zginania stawów i konwekcji płaszcza marsjańskiego pola grawitacyjnego” Bart Root, Riva Alkahal, Weilun Qin i Cedric Thieulot, 3 lipca 2024 r., Kongres Naukowy Europlanet (EPSC) 2024.
DOI 10.5194/epsc2024-730
„Technologie kwantowe dla geodezji planet” Lisa Woerner, 3 lipca 2024 r., Kongres Naukowy Europlanet (EPSC) 2024.
DOI: 10.5194/epsc2024-632
