A Föld szerkezetének megismeréséhez több száz, a Holdéhoz negyven, a Marséhoz mindössze két év kutatásra volt szükség.
A NASA űrszondája, az InSight által észlelt marsrengések segítették a tudósokat abban, hogy megfejtsék a vörös bolygó anatómiáját, megbecsüljék folyékony fémből álló magjának méretét, köpenye természetét és kérge vastagságát.
A robotgeológus InSight szonda 2018-ban érkezett a vörös bolygóra azzal a céllal, hogy a szerkezetét vizsgálja. Műszerével összesen hétszáz alkalommal rögzített marsrezgést, ezekből az adatokból dolgoztak a tudósok. A rezgések által generált hullámok attól függően változó sebességűek és formájúak, hogy milyen anyagokon haladnak át a bolygó belsejében.
A marsjáró szeizmométere (az apró, kupolás szerkezet a lejjebb csatolt képen) harmincöt marsrengésről rögzített olyan adatmennyiséget, amely lehetővé tette, hogy a bolygó belső szerkezetéről képet állítsanak fel. Ez az első alkalom, hogy a Naprendszer más bolygójának rétegeit sikerül feltárni. A tudósoknak nehéz dolguk volt, mert a szonda mindössze egy szeizmográffal van felszerelve, a Marson pedig a Richter-skála szerinti 4-es erősségű rengésnél nincsenek nagyobbak.
A sikeres adatmennyiség rögzítésére alkalmas rezgések is 3-as és 4-es erősség között voltak.
„A felfedezések legnagyobb jelentősége, hogy első alkalommal végezhettünk valódi méréseket a Mars alapvető építőelemeinek dimenzióira, méreteire vonatkozóan. Eddig csak összehasonlításaink voltak a Földhöz, elméleti kalkulációk és közvetett következtetések más megfigyelésekből” – mondta Bruce Banerdt, a Jet Propulsion Laboratory, a NASA bolygókutató intézetének vezető munkatársa a felfedezés kapcsán.
A Földhöz viszonyítva a Mars vastagabb kéreggel, vékonyabb köpennyel és a vártnál nagyobb, ám kevésbé sűrű és folyékonyabb maggal rendelkezik.
A Mars magja, a legbelső geológiai rétege a mérések szerint a korábban véltnél nagyobb, nagyjából 3661 kilométer átmérőjű. Ebből kiindulva a többnyire vasból és nikkelből álló mag kevésbé sűrű, és meglepően nagy arányban tartalmaz olyan könnyebb elemeket, mint a kén, az oxigén, a szén és a hidrogén. A NASA szerint a Mars magjának méretéből és állapotából arra lehet következtetni, hogy a vörös bolygó évmilliókkal hamarabb keletkezett, mint a Föld, egy olyan korban, amikor még a Nap sem volt teljesen kialakult állapotában.
A kéreg és a mag közötti marsi köpeny nagyjából 1561 kilométerre húzódik a felszín alatt, összetétele ennek is különbözik a Földétől, ezenkívül vékonyabb is a földinél. Ebből arra lehet következtetni, hogy a Naptól negyedik bolygó más anyagokból formálódott, mint a Föld. A kutatás szerint ez lehet az oka annak is, hogy a Marson nem alakult ki a földihez hasonló lemeztektonika.
A Mars kérge, a legkülső réteg nagyon régi, és geológiailag ez is nagyban különbözik a Földétől. Bolygónk kérge hatalmas lemezekre szabdalt, amelyek a köpenyen, a sziklás belső rétegen mozognak, ez a folyamat a lemeztektonika. Ezzel szemben a marsi kéreg maximum három alrétegre bontható, vastagságtól függően.
„Mivel aktív lemeztektonika nem létezik a Marson, semmiben sem hasonlítanak a Földdel. Ez azt is jelenti, hogy a Mars kérge nagyon öreg” – mondta Brigitte Knapmeyer-Endrun szeizmológus, a Kölni Egyetem munkatársa a Mars belső szerkezetéről a Science című tudományos folyóiratban közzétett egyik tanulmány vezető szerzője.
A marsi kéreg átlagosan 24 és 72 kilométer között van, a legvékonyabb régió az Isidis becsapódási medence, legvastagabb pedig a Tharsis-medence. A kettő vastagsága közötti eltérés nagyjából száz kilométeres.
Banerdt szerint az új ismeretek segítik a kutatókat abban, hogy teszteljék a Mars kialakulásáról szóló eddigi elméleteiket.
(Borítókép: A NASA InSight marsszondája. Fotó: NASA)