O tym, co kryje się głęboko wewnątrz Ziemi, wiemy z analizy sejsmicznych fal powstających podczas trzęsień. Już w końcu dziewiętnastego wieku stwierdzono, że niektóre rodzaje fal odbijają się od jej wewnętrznych struktur i krążą wokół całego globu. Odbite fale zdradzają zaś rodzaj i strukturę ośrodka, od którego się odbiły. Przypomina to trochę zasadę badania ultrasonograficznego (USG) w medycynie.

Dzięki tym analizom wiemy, że ziemska skorupa ma zaledwie 5 kilometrów grubości pod dnami oceanów, kontynentalna jest ponad dziesięciokrotnie grubsza i sięga 50 kilometrów w głąb powierzchni. Wiemy też, że pod nią do głębokości 3 tysięcy kilometrów rozpościera się płynny płaszcz. Połowę pozostałej średnicy Ziemi zajmuje zaś złożone z dwóch warstw jądro, składające się głównie z niklu i żelaza.

Sonda InSight mierzy echa trzęsień gruntu na Marsie

Od lutego 2019 roku dane o trzęsieniach powierzchni Marsa zaczęła zbierać wyposażona w czuły sejsmograf sonda InSight. Dzięki analizie ponad dziesięciu takich zdarzeń można było przeprowadzić analizę odbijających się od wnętrza tej planety fal sejsmicznych.

Nie są one silne – większość z nich nie przekracza 4 w skali magnitudo (dawniej zwanej skalą Richtera). Ale naukowcom w zupełności to wystarczyło. Dzięki nim w kilku pracach opublikowanych w czasopiśmie naukowy, „Science” opisują po raz pierwszy dowody na wewnętrzną strukturę innej skalistej planety niż Ziemia.

Z analiz wynika, że Mars również zbudowany jest z trzech warstw, choć ich proporcje są inne niż w przypadku Ziemi. Grubość skorupy Marsa wynosi pomiędzy 24 a 72 km. Marsjański płaszcz jest sięga 1600 km w głąb planety. Pod nim znajduje się zaś jądro rozpościerające się na 1800 km od środka Czerwonego Globu.

Wewnętrzna budowa Marsa jest inna niż Ziemi

Biorąc pod uwagę, że średnica Marsa wynosi 6970 km, czyli nieco ponad połowę średnicy Ziemi (wynoszącej 12 750 km), oznacza to, że marsjańska skorupa jest proporcjonalnie dużo grubsza od Ziemskiej, a jądro większe. Tak jak ziemskie, jądro Marsa również składa się z żelaza i niklu, jest jednak lżejsze od ziemskiego.

Badaczom udało się również oszacować, że z wnętrza Marsa do jego powierzchni dociera od 3 do 5 razy mniej energii niż z wnętrza Ziemi do jej powierzchni. Za to w jego skorupie znajduje się więcej pierwiastków promieniotwórczych, których rozpad rozgrzewa ją bardziej niż ziemską.

Pomiary wyjaśniające budowę wewnętrzną Marsa to wielkie osiągnięcie

Na Ziemi pomiary sejsmiczne są łatwiejsze, bowiem oplata ją cała sieć sejsmografów. Na powierzchni Marsa znajdował się tylko jeden – instrument sondy InSight.

Ze względu na to, marsjańskie trzęsienia są bardzo słabe, otrzymane przez sejsmograf sondy dane trzeba było oczyścić z zakłóceń. Instrument wprawiał bowiem w drgania także marsjański wiatr, a nawet rozszerzanie się i kurczenie samej sondy spowodowane zmianami temperatury. Jej wahania między nocą a dniem na niemal pozbawionej atmosfery planecie są bardzo duże.

Dwie sejsmolożki z brytyjskiego Uniwersytetu w Cambridge, które komentują to osiągnięcie w „Science” – dr Sanne Cottaar i dr Paula Koelemeijer – piszą, że „bezpośrednie obserwacje sejsmiczne Marsa to wielki skok planetarnej sejsmologii".

Misja sondy InSight potrwa jeszcze co najmniej dwa lata. Przyniesie zatem więcej dokładnych pomiarów.

Źródło: Science.