Podpowierzchniowe badania geologiczne i geofizyczne Marsa dostarczą cennych informacji na temat powstawania planet skalistych
W listopadzie 2018 roku lądownik InSight przeleciał przez marsjańską atmosferę i bezpiecznie wylądował na płaskiej równinie wulkanicznej o nazwie Elysium Planitia. Celem misji jest poznanie procesu powstawania i ewolucji skalistych ciał niebieskich, które ostatecznie stają się planetami, poprzez zbadanie struktury wewnętrznej i składu Czerwonej Planety. Podczas poprzednich misji badawczych na Marsie historię jego powierzchni analizowano, badając takie elementy jego krajobrazu jak kaniony, wulkany, skały czy gleba. Jak dotąd niewiele wiadomo na temat tego, co może dziać się kilka kilometrów pod jego powierzchnią. „Struktura wewnętrzna tej planety skrywa informacje na temat różnic, które nastąpiły z biegiem czasu w przebiegu ewolucji Marsa oraz Ziemi. Informacje te mogą posłużyć również do przewidzenia składu pozasłonecznych planet skalistych, których właściwości wewnętrzne są prawdopodobnie podobne do właściwości Marsa”, stwierdza Lu Pan, koordynator projektu badawczego GeoInSight realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”.
Wgląd we wnętrze Czerwonej Planety
Nowy robotyczny mieszkaniec Marsa jest pierwszym robotem badawczym wykorzystującym najnowocześniejsze przyrządy mogące sięgnąć głęboko pod jego powierzchnię w celu szczegółowego zbadania wnętrza tej planety. Do tej pory zestaw sejsmometrów o wysokiej czułości wykrył na powierzchni Marsa wiele wstrząsów sejsmicznych. W przypadku ponad 300 z nich potwierdzono, że były to „trzęsienia Marsa” o magnitudzie do 3–4 stopni w skali opracowanej przez sejsmologów zajmujących się badaniem tej planety. Fale sejsmiczne powstające podczas trzęsienia rozchodzą się jak promienie światła – zostają uwięzione, odbijają się i załamują w różnych kierunkach. Różne materiały oddziałują na fale w różnoraki sposób, co prowadzi do przybrania przez nie skomplikowanych kształtów. „Wykorzystanie danych spektroskopowych dotyczących powierzchni Marsa pomaga określić rodzaj i skład skał oraz oszacować, jak głęboko pod lądownikiem się one znajdują”. Informacje te mogłyby potencjalnie wyjaśnić niektóre właściwości fal sejsmicznych zarejestrowanych przez sejsmometr lądownika InSight”, wyjaśnia Pan. Naukowcy pracujący w ramach projektu GeoInSight uważają, że w obrębie pierwszych paru kilometrów skorupy Marsa prawdopodobnie znajdują się regiony o skomplikowanej strukturze. W pobliżu miejsca lądowania stwierdzono obecność struktur skorupy składających się z ułożonych warstwowo naprzemiennie osadów spod strumieni przepływającej lawy. „Te różnorodności w budowie skorupy Marsa mogą tworzyć strefę małej prędkości lub zwiększać rozproszenie fal sejsmicznych, zmieniać ich kształty i komplikować interpretację danych sejsmicznych zebranych przez przyrząd lądownika”, dodaje Pan. Choć wykrycie tych ruchów podpowierzchniowych bardzo cieszy naukowców, to pragną oni, aby trzęsienia były silniejsze. W trakcie trwania misji spodziewają się oni zarejestrować ich o wiele więcej. Magnituda niektórych z nich może sięgać nawet 5 lub 6 stopni, co dostarczy wystarczająco dużo energii, aby ujawnić szczegółowe informacje na temat tajemniczego jądra Marsa.
Spektralne sygnatury w miejscu lądowania
Spektroskopia odegrała kluczową rolę w prowadzonych na Marsie misjach badawczych, w tym w potwierdzeniu obecności na jego powierzchni różnych uwodnionych minerałów. Tak jak w przypadku tej ekspedycji, badacze projektu GeoInSight użyli kompaktowego spektrometru do obrazowania rozpoznawczego powierzchni Marsa – spektrometru działającego w spektrum światła widzialnego i podczerwieni umieszczonego na pokładzie satelity, który krąży po orbicie planety od 2006 roku. Analiza spektralnych danych orbitalnych zawartych na ponad 90 obrazach spektralnych krótkich fal podczerwonych oraz dalsze procesy redukcji szumów i artefaktów pomogły naukowcom uzyskać więcej informacji na temat rodzaju minerałów i skał znajdujących się na powierzchni Marsa. Misja Insight nie może być postrzegana wyłącznie jako misja badawcza Marsa, ale raczej całego Układu Słonecznego. Odnotowane w ramach projektu GeoInSight wyniki oraz przyszłe dane geofizyczne pomogą w poszerzeniu wiedzy na temat powstawania planet skalistych, a zwłaszcza na temat przyczyn różnic w przebiegu ewolucji takich planet jak Wenus, Ziemia i Mars.
Słowa kluczowe
GeoInSight, Mars, Insight, lądownik, planeta skalista, Ziemia, sejsmometr, trzęsienia marsa, planeta pozasłoneczna