Sejsmometry dostarczone na Marsa razem z misją InSight zarejestrowały setki trzęsień, podobnych do trzęsień ziemi. Większość silniejszych wstrząsów pochodziła z jednego obszaru - Cerberus Fossae. Australijscy oraz chińscy naukowcy sugerują, że zarejestrowana aktywność sejsmiczna ma pochodzenie wulkaniczne.
Podczas misji InSight niezwykle czuły sejsmometr SEIS (Seisic Experiment for Interior Structure) zarejestrował dziesiątki wstrząsów sejsmicznych w obszarze zwanym Cerberus Fossae – aktywnym sejsmicznie regionie na Marsie, który ma mniej niż 20 milionów lat. W nowych badaniach naukowcy z Australian National University (ANU) oraz z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie sugerują, że przyczyną wykrytych wstrząsów jest aktywność magmy w płaszczu Marsa, wewnętrznej warstwy znajdującej się między skorupą a jądrem Czerwonej Planety.
Wyniki analiz ukazały się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-022-29329-x).
Na Ziemi mamy do czynienia z trzema rodzajami trzęsień ziemi, za wyjątkiem tych wywołanych przez człowieka. Ze względu na przyczynę naukowcy wyróżniają trzęsienia tektoniczne – występujące, gdy płyty tektoniczne przesuwając się nacierają na siebie, trzęsienia zapadowe – dochodzi do nich podczas zawalenia się stropów jaskiń, są też trzęsienia wulkaniczne, które są konsekwencją szybkich ruchów magmy lub wzrostu ciśnienia gazu w skorupie ziemskiej i związane są z erupcjami wulkanów. Ale jak jest na innych planetach?
Dzięki wysłanemu na Czerwoną Planetę sejsmometrowi SEIS, naukowcy zobaczyli setki marsjańskich trzęsień ziemi. Część zarejestrowanych sygnałów to stosunkowo duże trzęsienia o magnitudzie od 3 do 4. Większość z silnych sygnałów sejsmicznych pochodziła z regionu Cerberus Fossae. W rejonie tym można znaleźć serię szczelin powstałych w wyniku uszkodzeń, które rozerwały skorupę. Dowody sugerują, że w ciągu ostatnich 10 milionów lat teren ten był aktywny tektonicznie i wulkanicznie.
Początkowo zarejestrowane wstrząsy sejsmiczne uczeni tłumaczyli tym, że są one spowodowane ciągłym procesem chłodzenia i kurczenia, co powoduje stres, a napięcia z nim związane narastają z czasem, aż w końcu powodują pęknięcie skorupy i wstrząsy sejsmiczne. Ale Hrvoje Tkalčić z Australian National University i Weijia Sun z Chińskiej Akademii Nauk uważają, że wstrząsy mają inne pochodzenie, przynajmniej te, które wydają się pochodzić z obszaru Cerberus Fossae.
Nie da się ukryć faktu, że Mars był w przeszłości aktywny wulkanicznie. Świadczy o tym chociażby Olympus Mons – wygasły wulkan będący jednocześnie największą górą w Układzie Słonecznym. Ma ponad 21 kilometrów wysokości. Uczeni sądzą, że powstał ponad trzy miliardy lat temu. Inne ogromne wulkany znajdują się w pobliżu w regionie Tharsis Montes i, jak się uważa, są jeszcze starsze.
Według autorów nowego opracowania, to właśnie aktywność wulkaniczna stoi za zarejestrowanymi przez instrument SEIS wstrząsami sejsmicznymi. Jeśli faktycznie by tak było, oznaczałoby to, że magma w marsjańskim płaszczu jest nadal aktywna.
Autorzy publikacji skupili swoje analizy na wcześniej nieodkrytych 47 wstrząsach, które dostrzegli w danych dzięki zastosowaniu opracowanego przez siebie specjalnego algorytmu. Swoje metody zastosowali do danych zebranych przez NASA. Przyznali jednocześnie, że chociaż instrumenty zarejestrowały pewne wstrząsy na Marsie, zdarzenia te były stosunkowo niewielkie i ledwo odczuwalne, gdyby miały miejsce na Ziemi.
- Misja InSight wykryła trzęsienia o wysokiej i niskiej częstotliwości. Nasz artykuł dotyczył tylko trzęsień o niskiej częstotliwości. Wykryliśmy, że niektóre z nich są powtarzalne w sposób, którego nie można wyjaśnić w przypadku trzęsień tektonicznych – powiedział Tkalčić. Uczeni szukali przykładów podobnych trzęsień i znaleźli porównywalne wzory fal sejsmicznych w trzęsieniach wywołanych przez uśpione wulkany na Ziemi. To, według nich, czyni wysoce prawdopodobnym, że te trzęsienia mają charakter wulkaniczny.
Nie oznacza to, że możemy spodziewać się gorącej lawy i chmur popiołu wydobywających się z jakiegoś nowego marsjańskiego wulkanu. Według uczonych, magma nie znajduje drogi na powierzchnię. Powodem tego jest grubość marsjańskiej skorupy w porównaniu z rozmiarami planety i być może właściwości chemicznych i temperatury samej magmy.
Według Tkalčića odkrycia te mogą pomóc naukowcom w ustaleniu, dlaczego Czerwona Planeta nie ma już pola magnetycznego. - Świadomość, że marsjański płaszcz jest nadal aktywny, ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia ewolucji Marsa jako planety. Może nam to pomóc odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące Układu Słonecznego i stanu jądra Marsa, jego płaszcza oraz ewolucji jego obecnie brakującego pola magnetycznego – powiedział Tkalčić.
Pole magnetyczne jest niezwykle istotne dla życia, dlatego że chroni powierzchnie planety przed promieniowaniem kosmicznym. Całe życie na Ziemi jest możliwe dzięki ziemskiemu polu magnetycznemu i jego zdolności do osłaniania nas przed szkodliwym promieniowaniem z kosmosu, więc bez pola magnetycznego życie, jakie znamy, po prostu nie byłoby możliwe.
- Dlatego zrozumienie pola magnetycznego Marsa, tego, jak ewoluowało i na jakim etapie historii planety się zatrzymało, jest ważne dla przyszłych misji i ma kluczowe znaczenie, jeśli pewnego dnia naukowcy będą chcieli ustanowić siedzibę dla ludzkiego życia na Marsie – podkreślił uczony.
Źródło: Australian National University, fot. NASA/Corbis – Domena Publiczna. Na zdjęciu wulkan Olympus Mons
