Οι επιστημονική κοινότητα ερευνά ενεργά την καρδιά του Άρη και τώρα βρήκαν μια εντελώς απροσδόκητη δομή μέσα του. Αυτό ήταν κάτι που δεν περιμέναμε να βρούμε στον πυρήνα του Άρη και έχει προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον.
Στον εσωτερικό πυρήνα του Άρη, τα σεισμικά δεδομένα του Insight αποκαλύπτουν μια συμπαγή μάζα, διαμέτρου περίπου 600 χιλιομέτρων. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα προηγούμενα ευρήματα, που ήθελαν τον πλανήτη να έχει μαλακό πυρήνα, σε όλο το εσωτερικό του. Ταυτόχρονα, φαίνεται να μην ταιριάζει με όσα έχουμε ήδη πιστεύαμε πως αποτελούν τον πυρήνα του πλανήτη.
«Το να έχει ένας συμπαγής εσωτερικός πυρήνας για τον Άρη ήταν κάτι ασυνήθιστο», δήλωσε μια ομάδα με επικεφαλής τον σεισμολόγο Huixing Bi του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας.
«Πρώιμες μελέτες υπέδειξαν ότι ο πυρήνας του Άρη περιέχει σημαντική ποσότητα ελαφρών στοιχείων, γεγονός που μειώνει τη θερμοκρασία του στερεού σώματος και καθιστά απίθανο να κρυσταλλωθεί ο πυρήνας δεδομένης της σχετικά υψηλής θερμοκρασίας του».
Όμως, τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες μπόρεσαν να χαρτογραφήσουν την εσωτερική δομή του Άρη, χάρη στο lander Insight της NASA. Το lander διαθέτει ένα σεισμόμετρο, που καταγράφει κύματα που παράγονται από σεισμούς και χτυπήματα μετεωριτών. Λειτουργεί κάπως σαν σόναρ, καταγράφοντας το πως τα κύματα αναπηδούν στο εσωτερικό του πλανήτη, αντιδρώντας διαφορετικά σε αλλαγές πυκνότητας της ύλης.
Το Insight πέρασε τέσσερα χρόνια στον Άρη, από το 2018 μέχρι το 2022, όπου και τα ηλιακά του πάνελ καλύφθηκαν από το χώμα του Κόκκινου Πλανήτη. Το Insight κατέγραφε δεδομένα για εκατοντάδες γεγονότα που έλαβαν χώρα στον Άρη. Αυτά τα δεδομένα δημιουργούν έναν εσωτερικό χάρτη του πλανήτη, αποκαλύπτοντας μια δομή παρόμοια με αυτή της Γης. Δηλαδή έναν σκληρό φλοιό, έναν λιωμένο μανδύα και έναν πυκνό πυρήνα στο κέντρο του.
Όμως δεν είναι όλα πανομοιότυπα. Υπάρχουν κρίσιμες διαφορές ανάμεσα στη Γη και τον Άρη. Αυτός ήταν και ο λόγος που ο Bi και οι συνάδελφοί του θέλησαν να μελετήσουν τον Άρη, ώστε να αποκτήσουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον υποτιθέμενο μαλακό και αραιό πυρήνα του Άρη.
«Σε αντίθεση με τη Γη, ο Άρης δεν έχει παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο σήμερα», εξήγησαν οι ερευνητές.
«Αντίθετα, τμήματα του φλοιού του είναι έντονα μαγνητισμένα, γεγονός που μας λέει ότι ο Άρης κάποτε είχε μαγνητικό πεδίο στο μακρινό παρελθόν. Το παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο ενός πλανήτη τροφοδοτείται από ένα «δυναμό» στον πυρήνα του, το οποίο εξαρτάται από έναν συνδυασμό θερμικής και συνθετικής μεταφοράς στον υγρό εξωτερικό πυρήνα».
«Στη Γη, τα ελαφρά στοιχεία παραμένουν κατά προτίμηση στο υγρό κατά την κρυστάλλωση του πυρήνα, οδηγώντας σε ένα υπολειμματικό πλωτό υγρό στο εσωτερικό όριο του πυρήνα. Αυτός ο μηχανισμός πιστεύεται ότι παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση του μαγνητικού πεδίου της Γης σήμερα. Αντίθετα, για τον Άρη, τα πράγματα φαίνεται να λειτουργούν διαφορετικά».
Στη Γη, οι έρευνες προέρχονται από τεράστια δεδομένα που έχουμε συλλέξει από πολλαπλούς σεισμικούς σταθμούς, στη διάρκεια πολλών χρόνων. Το Insight έπρεπε να βασιστεί στα συμβάντα πρόσκρουσης, κατά τα οποία μεγάλοι βράχοι χτυπούν την επιφάνεια του πλανήτη, στέλνοντας κρουστικά κύματα σε όλο τον πλανήτη.
Εντόπισαν 23 συμβάντα πρόσκρουσης με υψηλό λόγο σήματος προς θόρυβο και χρησιμοποίησαν τεχνικές ανάλυσης σεισμικών συστοιχιών που συνήθως εφαρμόζονται σε δεδομένα από πολλαπλούς σταθμούς εδώ στη Γη.
«Αυτή η προσέγγιση μας επέτρεψε να επιλέξουμε συγκεκριμένες σεισμικές φάσεις με βάση τον τρόπο που φτάνουν στον σταθμό, με τις καθορισμένες γωνίες πρόσπτωσης και τους χρόνους άφιξής τους», ανέφεραν οι ερευνητές. «Με αυτόν τον τρόπο, καταφέραμε να ανιχνεύσουμε κύματα που ταξιδεύουν μέσα από το κέντρο του πυρήνα του Άρη και ανάκλαση από τα εσωτερικά όρια του πυρήνα, τα οποία παρέχουν κρίσιμες παρατηρήσεις για έναν συμπαγή εσωτερικό πυρήνα».
Έτσι, βρήκαν πως η σύνθεση του πυρήνα του Άρη είναι λίγο διαφορετική από αυτή τη Γης. Ο πυρήνας του Άρη αποτελείται κυρίως από σίδηρο, αλλά με υψηλότερες αναλογίες θείου, οξυγόνου και άνθρακα, αναμεμειγμένες με ελαφρύτερα στοιχεία που θεωρητικά θα έπρεπε να μειώνουν τη θερμοκρασία στην οποία στερεοποιείται το μείγμα.
Δεδομένου ότι ο πυρήνας του Άρη είναι σημαντικά θερμότερος από αυτή τη θερμοκρασία, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο πυρήνας θα πρέπει να είναι μαλακός στο σύνολό του.
Τα σεισμικά κύματα κατηγοριοποιούνται με βάση τον τρόπο που κινούνται μέσα στο εσωτερικό ενός πλανήτη. Τα κύματα P είναι τα ταχύτερα, καθώς διασχίζουν τον φλοιό και τον μανδύα. Τα κύματα K είναι κύματα που έχουν διασχίσει τον εξωτερικό πυρήνα ενός πλανήτη. Τα κύματα I είναι αυτά που έχουν διασχίσει τον εσωτερικό πυρήνα, ενώ το πεζό i αντιπροσωπεύει ένα κύμα που έχει ανακλαστεί από το εξωτερικό όριο του εσωτερικού πυρήνα.
Όλα αυτά τα κύματα μπορούν να συνδυαστούν για να περιγράψουν την πορεία ενός κύματος. Για παράδειγμα, τα κύματα PKiKP ταξιδεύουν μέσα από τον μανδύα, εισέρχονται στον εξωτερικό πυρήνα, αναπηδούν από τον εσωτερικό πυρήνα, επιστρέφουν έξω από τον εξωτερικό πυρήνα και στη συνέχεια από τον μανδύα.
Όμως, στα δεδομένα η ομάδα βρήκε όχι μόνο ένα, αλλά πολλαπλά κύματα που ξεχωριστά υποδείκνυαν την παρουσία ενός συμπαγούς εσωτερικού πυρήνα στον Άρη.
«Η ανίχνευση του κύματος PKiKP αποτελεί από μόνη της ισχυρή απόδειξη, αλλά βλέπουμε επίσης ότι το PKKP φτάνει νωρίτερα από το αναμενόμενο, κάτι που παρέχει περαιτέρω επιβεβαίωση. Πέρα από αυτό, το μοντέλο μας προβλέπει – και τα δεδομένα μας επιβεβαιώνουν – άλλες φάσεις που σχετίζονται με τον εσωτερικό πυρήνα, συμπεριλαμβανομένης της PKiKP σε μεγαλύτερες αποστάσεις, της PKIIKP, ακόμη και ενός νέου κλάδου της PKPPKP που ταξιδεύει μέσω του εσωτερικού πυρήνα», εξήγησαν.
«Αυτές οι πολλαπλές φάσεις είναι κρίσιμες επειδή αλληλεπικυρώνουν και όλες οδηγούν σταθερά στο ίδιο συμπέρασμα: Ο Άρης έχει πράγματι έναν συμπαγή εσωτερικό πυρήνα».
Ακόμα παραμένει ασαφές το πως ο Άρης δημιούργησε έναν συμπαγή πυρήνα. Θα χρειαστεί να γίνει μοντελοποίηση, ώστε να βρεθούν τα πιθανά σενάρια που θα οδηγούσαν σε έναν συμπαγή πυρήνα, όπως η θερμοκρασίες, η πίεση και η σύνθεση που εμπλέκεται, όπως επίσης και ο τρόπος με τον οποίο κατανέμονται τα βαρέα και ελαφρά στοιχεία. Με αυτό τον τρόπο θα μπορέσουμε να αναπαράγουμε αυτά που δείχνουν τα αποτελέσματα της ομάδας.
Τα αποτελέσματα είναι συναρπαστικά γιατί οδηγούν σε περαιτέρω εξερεύνηση, που θα μας αποφέρει περισσότερες γνώσεις για το μυστηριώδες παρελθόν του Άρη. Με αυτό τον τρόπο ίσως μάθουμε πως έχασε ο Άρης το δυναμό του και άρα το παγκόσμιο μαγνητικό του πεδίο. Παράλληλα, ίσως μας δώσει παραπάνω πληροφορίες για την εξέλιξη των βραχωδών πλανητών, δηλαδή αυτών πιυ πιστεύουμε πως μπορούν να φιλοξενήσουν ζωή όπως την γνωρίζουμε από τη Γη.
«Το μέγεθος και οι ιδιότητες του εσωτερικού πυρήνα του Άρη χρησιμεύουν ως κρίσιμη αναφορά για την κατανόηση της θερμικής και χημικής εξέλιξης του πλανήτη», ανέφεραν οι ερευνητές.
«Η απόκτηση μιας σαφέστερης εικόνας του σχηματισμού του εσωτερικού πυρήνα – και των επιπτώσεών του στην ιστορία του μαγνητικού πεδίου του Άρη – θα απαιτήσει πιο λεπτομερή μοντελοποίηση, ιδανικά μέσα σε ένα πλαίσιο συγκριτικής πλανητολογίας».
Η έρευνα έχει δημοσιευτεί στο Nature.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
