توصلت دراسة جديدة إلى أن زلزالًا هائلًا قاسه مركبة إنسايت التابعة لناسا يشير إلى أن قشرة الكوكب الأحمر تشبه الدرع الثقيل في بعض الأماكن.
أمضى مقياس الزلازل InSight التابع لناسا ، الذي انتهت مهمته في ديسمبر 2022 ، ثلاث سنوات في قياس الموجات الزلزالية على المريخ. تضمن عمله الكشف عن أكبر زلزال تم تسجيله في مايو 2022: زلزال بقوة 4.6 درجة.
في حين أن الهزة على المريخ كانت مجرد زلزال متوسط مقارنة بالأرض ، حسب علماء ناسا قال في ذلك الوقت كان ذلك في الحد الأعلى لما توقع باحثو الكوكب الأحمر رؤيته. كان زلزال مارس أكثر نشاطًا من كل الزلزال الذي تم قياسه قبله مجتمعين.
وقال دويون كيم كبير مؤلفي البحث وعالم الزلازل في معهد زيورخ للجيوفيزياء في ETH “زلزال المريخ هذا أرسل موجات زلزالية قوية سارت على طول سطح المريخ”. قال في بيان صحفي جديد (يفتح في علامة تبويب جديدة)نشرت في 6 مايو. “من هذا الزلزال ، وهو أكبر زلزال تم تسجيله خلال مهمة InSight بأكملها ، لاحظنا موجات سطحية تدور حول المريخ حتى ثلاث مرات.”
نُشر بحث الفريق في مارس في المجلة المحفوظات المفتوحة ESS (يفتح في علامة تبويب جديدة) ولم تتم مراجعته بعد من قبل الأقران.
متعلق ب: يشيد العلماء بالإرث العلمي لمركبة هبوط المريخ إنسايت التابعة لناسا
جلد سميك
سمح قياس سرعة وتواتر الموجات الزلزالية – وكيف تغيرت هذه الصفات على الكوكب الأحمر – لكيم وفريقه باكتساب نظرة ثاقبة على الهياكل الجيولوجية التي واجهوها. ظهرت بيانات جديدة حول موضوعات مثل الهياكل الداخلية لقشرة المريخ ، في أعماق مختلفة.
قبل الزلزال الوحشي ، التقط InSight موجات زلزالية مماثلة نشأت عندما ضرب نيزكان المريخ. ومع ذلك ، قدم حدث الصخور الفضائية فقط تفاصيل إقليمية. سمح الزلزال الذي بلغت قوته 5 درجات بدراسات أعمق للكوكب الأحمر ، وكشف عن تداعيات كبيرة.
أخذ الفريق البيانات التي قدمتها InSight ودمجها مع معلومات من بعثات أخرى بخصوص جاذبية المريخ وتضاريسه. أظهرت الدراسات التي تم جمعها للعلماء أن سماكة قشرة الكوكب الأحمر تتراوح في المتوسط من 26 إلى 35 ميلاً (42 إلى 56 كيلومترًا) ، لكن سماكتها مضاعفة: 56 ميلاً (90 كيلومترًا).
قال كيم: “قشرة المريخ (في المتوسط) أكثر سمكًا بكثير من قشرة الأرض أو القمر” ، مضيفًا أن الأجسام الكوكبية الأصغر في النظام الشمسي تميل إلى أن تكون قشور أكثر سمكًا من الأجسام الأكبر.
متعلق ب: قد تكون أصول قشرة المريخ معقدة بشكل مدهش
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
تختلف سماكة قشرة الأرض بين متوسط 13 إلى 17 ميلاً (13 إلى 17 كيلومترًا) ، بينما حددت مقاييس الزلازل من بعثات أبولو القمرية في الستينيات والسبعينيات أن القشرة القمرية تتراوح من 21 إلى 27 ميلاً (34 إلى 43 كيلومترًا) سميك.
وجد فريق InSight أن قشرة المريخ هي الأرفع في حوض Isidis Impact ، وهي فوهة قديمة يبلغ عرضها حوالي 1200 كيلومتر. في الحوض ، الواقع على طول الحدود بين التضاريس الجبلية الجنوبية للمريخ المليئة بالحفر بشدة والأراضي المنخفضة الشمالية ، يبلغ سمك قشرة المريخ حوالي 10 كيلومترات فقط.
ومع ذلك ، تبلغ سماكة القشرة 56 ميلاً (90 كيلومترًا) في منطقة ثارسيس الشاسعة ، وتمتد تقريبًا عرض الولايات المتحدة من جانب إلى آخر: يبلغ قطرها حوالي 5000 ميل (8000 كيلومتر). يقع ثارسيس في قلب نظام كسر شعاعي واسع يغطي حوالي ثلث سطح الكوكب الأحمر. كما أنها موطن لسهول بركانية شاسعة وثلاثة من أكبر البراكين على سطح المريخ.
وأوضح كيم: “كنا محظوظين بما يكفي لرصد هذا الزلزال. على الأرض ، سنواجه صعوبة في تحديد سماكة قشرة الأرض باستخدام نفس حجم الزلزال الذي حدث على المريخ”. “على الرغم من أن المريخ أصغر من الأرض ، إلا أنه يحمل طاقة زلزالية بكفاءة أكبر.”
متعلق ب: توصلت الدراسة إلى أن المريخ ربما لا يزال نشطًا بركانيًا
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
“انقسام المريخ”
أكدت نتائج الفريق أيضًا التناقض بين نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي للمريخ. يتكون شمال الكوكب من الأراضي المنخفضة المسطحة ، بينما يعتبر الجنوب موطنًا للمرتفعات.
لاحظ علماء الفلك وعلماء الكواكب ما يسمى بـ “الانقسام المريخي” بين الشمال والجنوب على الأقل منذ المهمة المدارية الرائدة لناسا Mariner 9 في 1971-1972 ، تشير دراسة مراجعة الأقران المنشورة في عام 2007 (يفتح في علامة تبويب جديدة).
قال كيم إن الفرضيات الأولية حول هذا الاختلاف كانت مرتبطة بتكوين الصخرة. “ستكون إحدى الصخور أكثر كثافة من الأخرى.”
ومع ذلك ، تؤكد هذه النتائج الجديدة أن التكوين غير مسؤول. في حين أن تكوين الصخور هو نفسه في كلا نصفي الكرة الأرضية ، يختلف سمك القشرة ، وهو ما يفسر انقسام المريخ.
استنادًا إلى ملاحظات InSight الزلزالية وبيانات الجاذبية ، قال الباحثون إنهم أظهروا أن كثافة القشرة الأرضية في الأراضي المنخفضة الشمالية والمرتفعات الجنوبية متشابهة.
يتطابق اكتشاف الكثافة مع الملاحظات الزلزالية لـ InSight لتأثيرات النيزك المذكورة أعلاه ، والتي تشير إلى أن القشور في الشمال والجنوب مصنوعة من نفس المادة. (تسمح الطريقة التي تنتشر بها الموجات الزلزالية عبر القشرة الصخرية للباحثين باستنتاج تكوينها).
يسلط اكتشاف الفريق لقشرة المريخ السميكة في بعض الأماكن الضوء أيضًا على كيفية توليد الكوكب للحرارة وكيفية تطورها على مدار تاريخ الكوكب الأحمر. المصدر الرئيسي للحرارة داخل المريخ يأتي من التحلل الإشعاعي لعناصر مثل الثوريوم واليورانيوم والبوتاسيوم.
افترض الفريق أن 50٪ إلى 70٪ من هذه العناصر المنتجة للحرارة موجودة في قشرة المريخ. وبالتالي ، فإن الاختلاف في سمك هذه القشرة عبر المريخ يمكن أن يفسر سبب وجود مناطق محلية من الكوكب تحتها ربما لا تزال عمليات الذوبان تحدث حتى اليوم ، حيث أن هذه النقاط الساخنة ستؤوي أيضًا المزيد من المواد المشعة المولدة للطاقة النووية ، الحرارة.
وقال كيم: “هذا الاكتشاف مثير للغاية وينهي مناقشة علمية طويلة الأمد حول أصل وهيكل قشرة المريخ”.
