Misión InSight: Anunciada por Mars
La impresión del artista de la estructura interna de Marte. Créditos: 漏 IPGP / David Ducros
Utilizando información de unos 12 terremotos detectados en Marte por un sismógrafo SEIS de banda ultra ancha desarrollado en Francia, el equipo internacional de misiones InSight de la NASA ha revelado la estructura interna de Marte. Tres artículos publicados en la revista el 23 de julio de 2021 Ciencias, CNRS, Institut de Physique du Globe de Paris, Universit 茅 de Paris, y muchos otros coautores de instituciones y laboratorios franceses, especialmente con el apoyo de la agencia espacial francesa CNES y la Organización Nacional de Investigación francesa ANR por primera vez. Estimaciones del tamaño del núcleo planetario, el grosor de la corteza y la estructura del manto basadas en el análisis de ondas sísmicas reflejadas y modificadas por interfaces internas. Esta es la primera exploración sísmica de la estructura interna de planetas terrestres distintos de la Tierra y es un paso importante en la comprensión de la formación y evolución térmica de Marte.
Antes de la misión InSight de la NASA, la estructura interna de Marte aún no se entendía bien. El modelo se basó únicamente en datos recopilados por satélites en órbita y análisis de meteoritos marcianos que cayeron a la Tierra. Basándose únicamente en la gravedad y los datos topográficos, se estimó que el grosor de la corteza era de 30 a 100 km. Momentos planetarios de inercia y valores de densidad 嬧 € 媠 sugirieron un núcleo con un radio de 1.400-2.000 km. Sin embargo, la estructura interna detallada de Marte y la profundidad del límite entre la corteza, el manto y el núcleo eran completamente desconocidos.
El despliegue exitoso del experimento SEIS en la superficie de Marte a principios de 2019, junto con colegas de ETH en Zúrich, incluye a 18 coautores franceses que están involucrados y afiliados a varias instituciones y laboratorios franceses. Los científicos de la misión recopilan y analizan datos del Laboratorio de Propulsión a Chorro, de la Universidad de Colonia y del Terremoto de Pasadena. Más de un año en Marte (casi dos años en la Tierra).
Tenga en cuenta que generalmente se requieren varias estaciones para determinar el modelo estructural, el tiempo (de llegada) de un terremoto y su distancia al mismo tiempo. Sin embargo, en Marte, los científicos solo tienen una estación, InSight. Por lo tanto, era necesario buscar registros sísmicos de las características de las ondas que interactuaban con la estructura interna de Marte de diversas formas, e identificarlas y verificarlas. Estas nuevas medidas, sumadas a la mineralogía y modelización térmica de la estructura interna del planeta, han permitido superar la limitación de tener una única estación. Este método presagia la llegada de una nueva era de sismología planetaria.
Estación única, múltiples hallazgos
Otra dificultad en Marte es su baja actividad sísmica y el ruido sísmico que produce su atmósfera. En la Tierra, los terremotos son mucho más poderosos, pero los sismógrafos se ubican de manera más efectiva en bóvedas y bajo tierra, lo que le permite obtener imágenes precisas del interior del planeta. Como resultado, se tuvo que prestar especial atención a los datos. “Sin embargo, aunque la magnitud del terremoto marciano es relativamente pequeña, menos de 3,5, la magnitud es mayor que 4 hace dos años porque el sensor VBB es muy sensible y el ruido nocturno es muy bajo”, dijo la Universidad de París. Philippe Lognonn 茅, profesor de la Universidad de París e investigador principal del equipo SEIS de IPGP, explica.
Los datos procesados por CNES, IPGP, CNRS y transferidos a los científicos se eliminaron cuidadosamente a diario para evitar el ruido ambiental (viento y deformación asociados con cambios bruscos de temperatura). El Equipo Internacional de Servicio de Terremotos de Marte (MQS) registró eventos sísmicos a diario. Actualmente, están catalogadas más de 600, de las cuales más de 60 fueron provocadas por terremotos relativamente distantes.
Aproximadamente 10 de estos últimos contienen información sobre la estructura profunda del planeta. “Las ondas sísmicas directas del terremoto son un poco como el sonido de nuestra voz en las montañas. Producen ecos, que son estos ecos y se reflejan en el núcleo. Ondas directas. Gracias a su similitud con, la interfaz entre la corteza y el manto que buscamos en la señal, o incluso la superficie de Marte ”, explica Lognonn 茅.
Corteza alterada, manto revelado y gran núcleo líquido
Al comparar el comportamiento de las ondas sísmicas que atravesaron la corteza antes de llegar a la estación InSight, se identificaron algunas discontinuidades dentro de la corteza. La primera discontinuidad, observada a una profundidad de unos 10 km, marca el límite entre estructuras muy alteradas. Circulación de fluidos muy antigua y costra ligeramente alterada. La segunda discontinuidad, unos 20 km más abajo, y la tercera, menos notable, unos 35 km, arrojan luz sobre la estratificación de la corteza debajo de InSight. Se acompaña de vibraciones (ruido sísmico) provocadas por el origen de los movimientos de la corteza y el medio ambiente ”, dijo Benoit Tauzin, profesor titular de la Universidad de Lyon e investigador LGL-TPE.
En el manto, los científicos analizaron la diferencia entre el tiempo de viaje de las ondas generadas directamente durante un terremoto y el tiempo de viaje de las ondas generadas cuando estas ondas directas se reflejaban en la superficie. Estas diferencias hacen posible utilizar una única estación para determinar la estructura del manto superior, especialmente el cambio en la velocidad sísmica con la profundidad. Sin embargo, estos cambios de velocidad están relacionados con la temperatura. “Es decir, se puede estimar que el flujo de calor en Marte es probablemente de un tercio a un quinto del de la Tierra, lo que puede imponer restricciones a la composición de la corteza marciana. La corteza marciana es la Tierra ”, dijo un investigador del CNRS en IPGP. Añade Henri Samuel.
Finalmente, en el tercer estudio, los científicos buscaron ondas reflejadas en la superficie del núcleo marciano. Medir su radio fue uno de los principales logros de la misión InSight. “Para hacer esto, el ingeniero de investigación de ISAE-SUPAERO M 茅 lanie Drilleau probó miles de modelos de manto y núcleo en las fases y señales observadas”, explica. Se observó un exceso de energía en el núcleo con radios de 1.790 km a 1.870 km, a pesar de la pequeña amplitud de la señal asociada con la onda reflejada (conocida como onda ScS). Un tamaño tan grande significa la presencia de elementos ligeros en el núcleo líquido, lo que tiene un impacto significativo en la mineralogía del manto en la interfaz manto / núcleo.
Se alcanzan los objetivos y surgen nuevas preguntas
Después de más de dos años de seguimiento sísmico, nació el primer modelo interior. Construcción Hasta el núcleo de Marte. Por lo tanto, Marte une a la Tierra y la Luna con clubes seleccionados de planetas terrestres y satélites cuyas estructuras profundas han sido investigadas por sismólogos. Y, como suele ocurrir con la exploración planetaria, surgen nuevas preguntas. ¿Es común el cambio en los 10 km superiores de la corteza o se limita a la zona de aterrizaje de InSight? ¿Cómo influyen estos primeros modelos en la teoría de la formación de Marte y la evolución térmica? Especialmente, ¿qué pasa con los primeros 500 millones de años de intensa actividad volcánica con agua líquida en la superficie de Marte?
Con la extensión de dos años de la misión InSight y la potencia adicional obtenida tras la exitosa limpieza de los paneles solares de JPL, será necesario integrar nuevos datos y mejorar aún más estos modelos.
Los científicos determinan el grosor de la corteza marciana
Para más información:
B. Knapmeyer-Endrun de la Universidad de Colonia en Bergisch Gladbach, Alemania, et al., “Espesor y estructura de la corteza marciana a partir de datos sísmicos de InSight” Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi 1126 / science.abf8966
SC St 盲 hler et al., “Detección sismológica del núcleo de Marte” Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi 1126 / science.abi7730
A. Khan y col. , “Estructura del manto superior de Marte a partir de datos sísmicos de InSight” Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi 1126 / science.abf2966
S. Cottaar y col. , “Se ha revelado el interior de Marte” Ciencias (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi 1126 / science.abj8914
Cita: Misión InSight: Anunciada por Mars (22 de julio de 2021) 22 de julio de 2021 Obtenido de https://phys.org/news/2021-07-insight-mission-mars-unveiled.html
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