Trzęsienie ziemi na Marsie. Ujawniło tajemnicę sprzed 4,5 mld lat

InSight wylądował na Marsie w 2018 roku i badał go przez 4 lata. Jako pierwszy umieścił na powierzchni Czerwonej Planety sejsmograf, aby badać wstrząsy. Aż do 2022 roku ten niezwykle precyzyjny instrument wykrył 1319 trzęsień ziemi na Marsie - czy może raczej trzęsień Marsa (ang. marsquakes). Fale sejsmiczne odbierane przez sejsmograf przechodzą przez różne materiały we wnętrzu planety, co pozwala naukowcom z NASA badać nie tylko powierzchnię Marsa, ale też to, co znajduje się pod nią.

"Dotychczas zespół InSight zmierzył rozmiar, głębokość oraz skład skorupy, płaszcza i jądra Marsa. Najnowsze odkrycie dotyczące składu płaszcza sugeruje, jak wiele jeszcze czeka na odkrycie wewnątrz danych InSight" - tłumaczy NASA. To bowiem, że misja trwała w latach 2018-2022, nie oznacza, że wszystko już zostało odkryte. Dane z instrumentów są następnie analizowane przez wiele lat, co prowadzi m.in. do takich odkryć.

Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że Mars jest swego rodzaju kapsułą czasu i kryje w sobie ślady dawnych zdarzeń. W odróżnieniu od Ziemi planeta ta nie ma płyt tektonicznych, jednak występują na nim trzęsienia ziemi. Jak to możliwe? NASA wyjaśnia, że te wstrząsy mają dwa źródła: pękanie skał pod wpływem ciśnienia i wysokiej temperatury oraz uderzenia meteoroidów. Na podstawie analizy danych sejsmograficznych udało się z dużą dokładnością zlokalizować ślady dawnego uderzenia sprzed bagatela 4,5 miliarda lat.

Naukowcy już wcześniej obliczyli, że płaszcz Marsa ma ok. 1550 km grubości i jest zbudowany z twardej skały, która może nagrzewać się do temperatury ok. 1500 °C. Gdy fale sejsmiczne o wysokiej częstotliwości natrafiają na inne materiały, ich częstotliwość ulega zmianie. Przy pomocy badań sejsmicznych i komputerowej symulacji naukowcom udało się zlokalizować te "grudki" obcej materii zaburzające jednorodną budowę płaszcza. Udowodniono, że płaszcz ten jest w rzeczywistości wysoce heterogeniczny. Następnie zadali oni sobie pytanie, w jaki sposób te "ciała obce" się tam znalazły.

"Cofając zegar, [zespół] doszedł do wniosku, że grudki najprawdopodobniej przybyły jako gigantyczne asteroidy lub inny skalisty materiał, który uderzył w Marsa w początkach Układu Słonecznego, powodując powstanie oceanów magmy, które wnikały głęboko w płaszcz planety, niosąc ze sobą fragmenty skorupy i płaszcza" - wyjaśnia NASA. Te ukryte głęboko fragmenty są dość mocno porozrzucane i przypominać mogą potłuczone szkło z odłamkami różnej wielkości. Może ich być więcej, co sprawia, że trudno już patrzeć na płaszcz Marsa jako na coś homogenicznego.

Układ Słoneczny powstał ok. 4,6 miliarda lat temu, a bombardowanie młodych planet przez asteroidy i inne tego typu obiekty było wówczas na porządku dziennym. Nawet jeśli powierzchnia planety nie nosi już śladów tych uderzeń, to tę historię - dzięki sprzyjającej temu budowie - może odtworzyć jej wnętrze. Dotyczy to nie tylko Marsa, ale potencjalnie też innych planet pozbawionych tektoniki płyt, takich jak Merkury i Wenus.

Źródło: Constantinos Charalambous et al., Seismic evidence for a highly heterogeneous martian mantle. Science 389, 899-903 (2025). DOI: 10.1126/science.adk4292