Ketika Galileo mengamati Mars dengan teleskop lebih dari 400 tahun yang lalu, ia merekam sedikit lebih banyak daripada sebuah bola kosong, tergantung dalam kegelapan tanpa akhir. Dalam empat abad berikutnya, para sarjana mencoba mengisi kekosongan.

Tidak lama setelah Galileo, astronom Belanda Christian Huygens datang dan membuat penemuan Mars yang mendalam. Huygens mengamati planet ini pada tahun 1659, memiliki area gelap yang besar di wajahnya, diarsir di tempat berbentuk hati dalam gambar planet merah. Ini adalah pertama kalinya manusia mengamati fitur dangkal dari dunia lain.

Sekitar 359 tahun kemudian, pada November 2018, NASA Insight mendarat di Mars Sekitar 2.000 mil di sebelah timur tempat itu, kedelapan kalinya badan antariksa itu menempatkan penjelajah otomatis di Planet Merah. Misinya, yang baru-baru ini diperpanjang hingga 2022, adalah mendengarkan “rawa-rawa” dan memahami apa yang terjadi di bawah permukaan tetangga kosmik kita.

di sebuah seri dari tiga studi Diterbitkan di Science Kamis, tim peneliti global menggambarkan interior Mars menggunakan data yang diperoleh oleh seismometer InSight, instrumen yang merespons getaran dan suara di bawah permukaan Mars. analisis seri gempa, Saya sudah merasakannya di InSight sejak 2019Untuk pertama kalinya, para peneliti mampu mengungkapkan cara kerja planet lain di tata surya kita – sebuah terobosan untuk geosains planet.

telinga di tanah

Derik planet pertama yang terdeteksi oleh seismometer InSight, yang dikenal sebagai SEIS, terjadi pada tahun 2019 seperti gambar awal dari Huygens. Ini mengungkapkan bahwa Mars lebih aktif secara seismik daripada Bulan, tetapi tidak seaktif Bumi, dan memberi para peneliti pandangan pertama yang menggoda tentang jenis data apa yang dapat dikumpulkan oleh InSight.

SEIS (foto kanan) adalah instrumen berbentuk kubah yang digunakan tak lama setelah kedatangan InSight di Mars. Itu terletak di tanah Mars dan, seperti yang dikatakan NASA, terlihat seperti stetoskop, mendengarkan “denyut” planet ini. Ini adalah bagian teknologi yang sangat sensitif, yang merekam gelombang seismik yang bergetar dan bergetar melalui interior planet setelah gempa bumi.

Kubah luar adalah perisai terhadap lingkungan Mars, dan melindungi SEIS dari angin dan debu yang dapat mempengaruhi pengukuran getaran internal. Seismometer itu sendiri adalah perangkat yang cukup sederhana: ia memiliki tiga bobot, tergantung seperti pendulum, yang dapat mendeteksi getaran dari arah yang berbeda – seperti ketika gelombang seismik dari rawa melewatinya.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa rawa adalah umum, tetapi tidak terlalu kuat. Hanya beberapa rekaman yang naik 3 Yang, di tanah, mungkin terdengar seperti raungan kecil dari beberapa mil jauhnya, tetapi tidak cukup kuat untuk menyebabkan kerusakan serius pada struktur dan bangunan. Sebagian besar berasal dari lapisan atas kerak planet, tetapi penelitian telah menyelidiki 10 berasal dari lebih dalam di bawah permukaan.

Mendengar gelombang dari gempa bumi ini adalah bagaimana para peneliti datang untuk memahami isi perut Mars. Gelombang seismik yang bergerak melalui interior planet diubah oleh material yang bersentuhan dengannya – memungkinkan InSight untuk melukiskan gambaran tentang apa yang terjadi di sebuah tanah.

Ogre, bawang, dan planet lain

Anatomi planet yang “berbeda” seperti Mars, mengutip dari film berusia 20 tahun, seperti bawang (…atau hantu). Lapisannya. Meskipun para ilmuwan telah mengisi kekosongan mengenai sifat permukaan dan atmosfer dan komposisi kimia tanah, apa yang terjadi di bawah permukaan telah menjadi misteri.

“Untuk semua yang kita ketahui tentang Mars – sebagian besar terbatas pada meteran teratas,” kata Gretchen Benedix, astronom di Curtin University di Australia, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. “Ini seperti melihat hadiah dan fokus pada kemasannya.”

Dalam rangkaian studi baru, para peneliti menyelidiki lapisan ini untuk pertama kalinya dengan mempelajari gelombang yang mengguncang sistem informasi lingkungan bersama InSight. “Informasi baru ini seperti membuka hadiah untuk diintip,” kata Benedix.

Satu studi, yang dipimpin oleh Brigitte Knappmayer-Endron, seorang ahli geofisika di University of Cologne, menggunakan data untuk mempelajari lapisan atas planet, yang dikenal sebagai kerak.

Lapisan atas kerak, yang terdiri dari batuan basalt dari aliran lava purba, tampaknya paling tebal sekitar 10 kilometer (6,2 mil). Tetapi data InSight mengungkapkan bahwa lapisan lain, kira-kira dua kali ukuran itu, terletak tepat di bawahnya. Di bawah itu, Knapmeyer-Endrun mengatakan dalam siaran pers, mungkin di mana “mantel” dimulai – yang membuat kerak Mars “sangat tipis.”

Tetapi tim juga menunjukkan bahwa mungkin ada lapisan ketiga di kerak bumi, memanjang hingga kedalaman sekitar 40 kilometer.

Lalu ada inti Mars, yang telah menciptakan beberapa kejutan tersendiri.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, rawa dapat mengirimkan getaran ke inti planet, di mana mereka memantul dan bergegas kembali ke SEIS. Tanda-tanda ini, seperti dijelaskan dalam sebuah studi Dipimpin oleh Simon Stähler, ahli geofisika di ETH Zurich di Swiss, itu relatif lemah tetapi membantu memperkirakan ukuran inti planet. Dan ukuran penting di sini.

Batas antara mantel dan inti tampaknya kurang dari 1.000 mil di bawah permukaan, yang lebih besar dari yang disarankan beberapa penelitian. Sarannya, menurut artikel terlampir yang diterbitkan di Science pada hari Kamis, adalah bahwa inti besi-nikel kurang padat dari yang diperkirakan sebelumnya, tetapi dalam keadaan cair seperti yang dikemukakan oleh penelitian lain.

Mengapa interior Mars penting?

Ahli geofisika Universitas Texas Yosio Nakamura menggambarkan kembalinya seismologi ke Mars sebagai “fajar baru” di Komentar tentang Geoscience Alam pada tahun 2020. Kemampuan untuk mendeteksi gelombang seismik membantu menempatkan beberapa kendala mendasar tentang bagaimana planet kemungkinan berevolusi dari waktu ke waktu dan, menurut Benedix, “memberi tahu kita banyak tentang evolusi termal planet itu.”

Panas dipancarkan dari inti planet selama pembentukan dan evolusi awal, dan dengan memahami komposisi inti, para peneliti dapat berhipotesis bagaimana Mars mendingin dari waktu ke waktu. Menggabungkan ini dengan data lain, yang diperoleh dengan mengorbit pesawat ruang angkasa, NASA dan pesawat ruang angkasa Cina, tidak hanya membantu kita memahami Mars – juga mengungkapkan bagaimana planet terbentuk, berubah dan berkembang di Tata Surya dan mungkin di luar.

InSight juga mencoba mengukur langsung suhu di bawah permukaan planet merah menggunakan “tahi lalat persembunyian”. Tetapi sejak awal, ketika tahi lalat mencoba menggali tanah Mars yang gila, dia tersandung. Upaya heroik oleh para insinyur NASA untuk membebaskan tahi lalat terbukti tidak berhasil, dan pada bulan Januari, dinyatakan meninggal. Namun, misi InSight masih jauh dari selesai – dan akan terus mendengarkan rawa-rawa hingga 2022. Meskipun hanya memberikan satu “telinga”, seolah-olah pengamatan berulang akan memungkinkan para ilmuwan untuk meningkatkan pemahaman mereka tentang interior Mars. .

Dalam waktu kurang dari empat abad, kita telah beralih dari Huygens membuat sketsa noda berbentuk hati di wajah Mars hingga memahami jantung Mars itu sendiri. Kosong dapat terus diisi.