Odkryto stałe jądro Marsa, kulę o średnicy 1200 kilometrów

Dane zebrane przez amerykańską sondę, która zakończyła działalność trzy lata temu, ujawniły właśnie istnienie metalowej kuli o średnicy 1200 kilometrów we wnętrzu Marsa. Według jej odkrywców, jest to stałe jądro planety, co przeczy dotychczasowej wiedzy o sąsiednim świecie. Ta hipoteza pogłębia zagadkę, dlaczego Mars , niegdyś błękitna planeta z oceanami, rzekami i możliwymi formami życia, nagle przekształcił się w pustynię, gdzie promieniowanie unicestwiłoby każdą istotę na jego powierzchni.

Amerykańska sonda InSight ma zaszczyt dostarczyć pierwszy sejsmometr na inną planetę. Ta misja NASA rozpoczęła się w 2018 roku, rejestrując wstrząsy gruntu, znane jako tsunami. W 2022 roku, po zarejestrowaniu ponad 1000 trzęsień ziemi, pył wzbijany przez częste burze piaskowe unieruchomił panele słoneczne sondy i zakończył jej żywot, mimo to udało się jej po raz pierwszy zbadać wewnętrzną strukturę planety.

Według danych Insight, chociaż Mars jest planetą skalistą, podobnie jak Ziemia, różni się od niej tym, że nie ma stałego jądra, lecz ciekłe, zbudowane głównie ze stopionego żelaza. Jednak w tę środę zespół naukowców z Chin i Stanów Zjednoczonych przedstawił przegląd 23 trzęsień ziemi zarejestrowanych przez sondę kosmiczną na Czerwonej Planecie. Naukowcy skupili się na tej grupie wstrząsów, ponieważ niektóre z nich przeszły przez planetę z jednej strony na drugą, podczas gdy inne odbijały się mniej więcej w połowie drogi.

W 1936 roku Dunka Inge Lehmann wykorzystała sygnały z podobnego trzęsienia ziemi, które nawiedziło Nową Zelandię, aby wykazać, że Ziemia ma stałe jądro wewnętrzne. Współcześni naukowcy zastosowali niemal identyczną metodę do badania nadejścia różnych fal sejsmicznych. Ich wyniki sugerują, że wewnętrzne jądro Marsa jest zbudowane z materiału stałego i ma średnicę około 1200 kilometrów. Wyniki zostały opublikowane w tę środę w „Nature” , wiodącym czasopiśmie naukowym o zasięgu światowym.

Pięciu z sześciu autorów badania pracuje w chińskich instytucjach naukowych. Szósty jest amerykańskim badaczem. Żaden z nich nie należy do zespołu referencyjnego misji Insight. Z czasem dane z tych misji stają się dostępne dla całej społeczności naukowej, a to właśnie oni jako pierwsi wpadli na pomysł analizy marsjańskich trzęsień ziemi.

Nowy przekrój Marsa, z zewnętrzną skorupą, płaszczem, ciekłym jądrem i stałym jądrem, jest uderzająco podobny do ziemskiego. W rzeczywistości grubość tych warstw jest proporcjonalnie niemal identyczna , co pogłębia zagadkę, dlaczego te dwie skaliste planety tak bardzo się różnią.

Do tej pory uważano, że Mars przestał być planetą nadającą się do zamieszkania właśnie ze względu na swoje jądro. Naukowcy sądzili, że podobnie jak na Ziemi, marsjańskie jądro działa jak dynamo, generując pole magnetyczne, które między innymi chroniło powierzchnię przed intensywnym promieniowaniem słonecznym. Z nieznanych przyczyn, około 5 miliardów lat temu, silnik ten przestał działać, zewnętrzna atmosfera zniknęła , a planeta straciła ogromne zasoby wody, stając się mroźną pustynią, jaką jest dzisiaj. Jeśli życie kiedykolwiek istniało na powierzchni Marsa, prawdopodobnie zniknęło na zawsze. Jedyną pozostałą możliwością dla życia byłoby istnienie z dala od intensywnego promieniowania zewnętrznego, pod powierzchnią planety.

Wnioski chińskich i amerykańskich naukowców nie przekonują innych ekspertów.Simon Stähler , geofizyk ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii i współpracownik naukowy misji Insight, mówi: „Dane nie przekonują mnie do końca, ale prawdą jest, że uwzględniono wszystkie możliwe czynniki zakłócające i wyniki się potwierdzają”. „Powiedziałbym, że istnieje 30% prawdopodobieństwo, że to prawda, co jest mniej więcej tym samym, co istnienie stałego jądra Księżyca [co społeczność naukowa uważa za niemal oczywiste]” – dodaje.

Nowe badanie po raz kolejny uwypukla złożoność badania wnętrz planet, gdzie materiały poddawane są działaniu ogromnego ciśnienia i ekstremalnie wysokich temperatur. Stähler zwraca uwagę, że dane laboratoryjne dotyczące zachowania żelaza, pierwiastka, który miałby stanowić większość wewnętrznego jądra Marsa, pokazują, że temperatura jest zbyt wysoka, aby zapobiec jego stopieniu. Przyznaje jednak: „Dane zgromadzone w laboratorium na Ziemi nie odzwierciedlają dokładnych warunków panujących w jądrze Marsa, więc te nowe dane mogą ujawniać nam pewne informacje na temat zachowania materiałów, których jeszcze nie rozumiemy” – podkreśla.

Autorzy artykułu argumentują, że stałe jądro jest możliwe, ponieważ zawiera nie tylko żelazo, ale także lżejsze pierwiastki, takie jak tlen. W swoich badaniach obliczyli, że najgłębsza część planety ma temperaturę około 1700 stopni. Biorąc pod uwagę, że najbardziej zewnętrzna warstwa jest ciekła i zawiera siarkę, tlen, węgiel i wodór, istnienie stałego jądra jest najbardziej prawdopodobną opcją, argumentują.

Antonio Molina , geolog planetarny z Centrum Astrobiologii w Madrycie, popiera nowe wyniki, które uważa za „bardzo interesujące” – wyjaśnia. „To odkrycie sugeruje, że Mars jest bardziej podobny do Ziemi niż wcześniej sądzono. Autorzy sugerują, że stałe jądro wewnętrzne może stanowić 0,18% całkowitego promienia planety, podczas gdy na Ziemi wynosi ono 0,19%. Jedna z możliwych interpretacji jest taka, że ​​Mars jest starszy, niż myśleliśmy i rozpoczął już proces krystalizacji swojego wnętrza. Jednak ten sam proces ciągłej aktywności powoduje aktywność wewnętrzną, która może sugerować, że Mars jest bardziej żywy. W każdym razie jest to kolejny krok w zrozumieniu, jak wyglądają ciała planetarne i jak ewoluują” – dodaje.

Najważniejsze pytanie brzmi: skoro Mars i Ziemia mają tak podobną strukturę, dlaczego jednocześnie są tak różne? Geolog Nicholas Schmerr , również naukowiec z Insight, oferuje możliwe wyjaśnienie. „Pola magnetyczne planet powstają w wyniku rotacji, przenoszenia ciepła z jądra do warstw zewnętrznych oraz różnic w składzie jądra wewnętrznego” – pisze w komentarzu do oryginalnego badania. „Istnienie stałego jądra wewnętrznego na Marsie i brak pola magnetycznego sugerują, że mechanizm krystalizacji [przejście ze stanu ciekłego w stały] jest bardzo powolny, co uniemożliwia wygenerowanie tego pola magnetycznego. Pytanie jest dalekie od jasności” – podkreśla.

Coś bardzo podobnego wydarzyło się już na Ziemi. Pierwotna – i poprawna – hipoteza duńskiego matematyka Lehmanna z 1936 roku została potwierdzona dopiero w 1970 roku, kiedy na całej planecie zainstalowano dokładniejsze sejsmometry.