InSight NASA mengungkapkan kedalaman Mars – Program Eksplorasi Mars NASA
Tiga makalah yang diterbitkan hari ini membagikan detail baru tentang kerak, mantel, dan inti cair planet merah.
Sebelum pesawat ruang angkasa NASA Insight mendarat di Mars pada 2018, kendaraan penjelajah dan pengorbit yang mempelajari Planet Merah berfokus pada permukaannya. Seismometer stasioner mengubah itu, mengungkapkan detail tentang kedalaman interior planet untuk pertama kalinya.
Tiga makalah penelitian berdasarkan data seismometer telah diterbitkan di Science, merinci kedalaman dan komposisi kerak, mantel, dan inti Mars, termasuk konfirmasi bahwa pusat planet cair. Inti luar bumi cair, sedangkan inti dalam padat; Para ilmuwan akan terus menggunakan data InSight untuk menentukan apakah hal yang sama berlaku untuk Mars.
“Ketika kami mulai menyusun konsep misi lebih dari satu dekade yang lalu, informasi dalam makalah ini adalah apa yang kami harapkan pada akhirnya,” kata peneliti utama InSight Bruce Banerdt dari Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan. Memimpin tugas. “Ini adalah puncak dari semua pekerjaan dan perhatian selama dekade terakhir.”
Seismometer InSight, yang disebut Inner Structure Seismic Experiment (SEIS), mencatat 733 rawa yang berbeda. Sekitar 35 di antaranya – semuanya antara 3.0 dan 4.0 – menyediakan data untuk ketiga makalah tersebut. Seismometer ultra-sensitif memungkinkan para ilmuwan untuk “mendengar” peristiwa seismik dari ratusan hingga ribuan mil jauhnya.
Menatap Mars
Gelombang seismik bervariasi dalam kecepatan dan bentuk ketika melakukan perjalanan melalui bahan yang berbeda di dalam sebuah planet. Perbedaan di Mars ini telah memberi seismolog cara untuk mempelajari struktur internal planet. Pada gilirannya, apa yang dipelajari para ilmuwan tentang Mars dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang bagaimana semua planet berbatu – termasuk Bumi – terbentuk.
Mars telah menghangat, seperti Bumi, karena terbentuk dari debu dan gumpalan meteorit yang lebih besar yang mengorbit matahari yang membantu membentuk tata surya awal kita. Selama puluhan juta tahun pertama, planet ini terbelah menjadi tiga lapisan berbeda—kerak, mantel, dan inti—dalam proses yang disebut diferensiasi. Bagian dari misi InSight adalah mengukur kedalaman, ukuran, dan struktur ketiga lapisan ini.
Setiap makalah Sains berfokus pada lapisan yang berbeda. Para ilmuwan menemukan bahwa kerak itu lebih tipis dari yang diperkirakan dan mungkin mengandung dua atau bahkan tiga sub-lapisan. Kedalamannya mencapai 12 mil (20 kilometer) jika ada dua sublapisan, atau 23 mil (37 kilometer) jika ada tiga lapisan.
Di bawahnya adalah mantel, yang membentang 969 mil (1.560 km) di bawah permukaan.
Inti Mars terletak di inti planet Mars, yang memiliki radius 1.137 mil (1.830 kilometer). Mengkonfirmasi ukuran inti cair sangat menarik bagi tim. “Studi ini adalah kesempatan sekali seumur hidup,” kata Simon Stehler dari Swiss Research University ETH Zurich, penulis utama makalah yang mendasarinya. “Butuh waktu ratusan tahun bagi para ilmuwan untuk mengukur inti Bumi; setelah misi Apollo, butuh 40 tahun untuk mengukur inti bulan. InSight hanya membutuhkan dua tahun untuk mengukur inti Mars.”
Mencari osilasi
Kebanyakan orang merasa bahwa gempa bumi berasal dari patahan yang disebabkan oleh defleksi lempeng tektonik. Tidak seperti Bumi, Mars tidak memiliki lempeng tektonik. Sebaliknya, keraknya terlihat seperti piring raksasa. Tapi celah, atau retakan batu, masih terbentuk di kerak Mars karena tekanan dari penyusutan kecil planet saat terus mendingin.
Ilmuwan InSight menghabiskan sebagian besar waktu mereka untuk mencari semburan getaran dalam seismogram, di mana fluktuasi terkecil pada suatu garis dapat mewakili suara gempa atau angin. Jika getaran seismogram mengikuti pola tertentu yang diketahui (dan jika angin tidak bertiup pada saat yang bersamaan), ada kemungkinan itu adalah gempa bumi.
Getaran primer adalah gelombang primer, atau gelombang P, diikuti oleh gelombang sekunder, atau gelombang S. Gelombang ini dapat muncul kembali nanti di seismogram setelah dipantulkan dari lapisan di dalam planet.
“Apa yang kami cari adalah gema,” kata Amir Khan dari ETH Zurich, penulis utama makalah tentang mantel. “Kami mendeteksi suara langsung – gempa – dan kemudian kami mendengar gema dari reflektor jauh di dalam bumi.”
Gema ini dapat membantu para ilmuwan menemukan perubahan dalam satu lapisan, seperti sub-lapisan di dalam kerak.
“Terletak di dalam kerak adalah sesuatu yang kita lihat sepanjang waktu di Bumi,” kata Brigitte Knappmayer-Andron dari University of Cologne, penulis utama makalah tentang kerak. Getaran seismogram dapat mengungkapkan karakteristik seperti perubahan porositas atau lapisan yang lebih retak.
Satu kejutan adalah bahwa semua gempa bumi paling signifikan di InSight tampaknya berasal dari satu area, Cerberus Fosse, yang merupakan area vulkanik yang cukup aktif sehingga lava mungkin mengalir ke sana selama beberapa juta tahun terakhir. Pesawat ruang angkasa yang mengorbit telah melihat jejak bebatuan yang mungkin telah meluncur menuruni lereng curam setelah diguncang oleh rawa-rawa.
Anehnya, tidak ada gempa bumi yang terdeteksi dari daerah vulkanik yang lebih menonjol, seperti Tharsis, rumah bagi tiga gunung berapi terbesar di Mars. Tetapi mungkin saja akan ada lebih banyak gempa bumi – termasuk yang lebih besar – yang tidak dapat dideteksi oleh InSight. Ini karena area bayangan yang disebabkan oleh inti yang membiaskan gelombang seismik menjauh dari area tertentu, mencegah gema gempa mencapai InSight.
Menunggu yang besar
Hasil ini hanyalah permulaan. Para ilmuwan sekarang memiliki data yang menantang untuk meningkatkan model Mars dan komposisinya, dan SEIS menemukan rawa-rawa baru setiap hari. Sementara tingkat daya di InSight dikelolaSeismometernya masih mendengarkan dan para ilmuwan berharap dapat mendeteksi gempa yang lebih besar dari 4,0.
“Kami masih ingin melihat gambaran besarnya,” kata Mark Banning dari JPL, salah satu penulis utama makalah tentang kerak bumi. “Kami harus melakukan banyak pemrosesan yang cermat untuk menarik hal-hal yang kami inginkan dari data ini. Memiliki acara yang lebih besar akan membuat semua ini lebih mudah.”
Panning dan ilmuwan InSight lainnya akan mempublikasikan hasil mereka pada tanggal 23 Juli pukul 09.00 PT (12 PM EDT) dalam diskusi langsung di NASA TV, NS aplikasi NASA, agensi situs webdan beberapa platform media sosial agensi, termasuk JPL Youtube Dan Facebook saluran.
Lebih lanjut tentang misi
Laboratorium Propulsi Jet mengelola program InSight dari Direktorat Misi Sains NASA. InSight adalah bagian dari Program Penemuan NASA, yang dikelola oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall di Huntsville, Alabama. Lockheed Martin Space of Denver telah membangun pesawat ruang angkasa InSight, termasuk tahap pelayaran dan pendarat, dan mendukung operasi pesawat ruang angkasa misi.
Sejumlah mitra Eropa, termasuk Pusat Studi Antariksa Nasional Prancis (CNES) dan Pusat Dirgantara Jerman (DLR), mendukung misi InSight. Pusat Studi Luar Angkasa Nasional telah menyediakan instrumen Eksperimen Seismik Struktur Interior (SEIS) kepada NASA, dengan penyelidik utama IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Kontribusi penting untuk Sistem Informasi Lingkungan Umum datang dari IPGP; Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya (MPS) di Jerman; Institut Teknologi Federal Swiss (ETH Zurich) di Swiss; Imperial College London dan Universitas Oxford di Inggris; dan JPL. DLR menyediakan paket aliran termal dan sifat fisik (HP3), dengan kontribusi signifikan dari Pusat Penelitian Luar Angkasa (CBK) dari Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia dan Astronika di Polandia. Centro de Astrobiology Center (CAB) di Spanyol memasok sensor suhu dan angin.
Komunikasi Media Berita
Andrew Bagus
Laboratorium Propulsi Jet, Pasadena, California.
818-393-2433
[email protected]
Karen Fox / Alana Johnson
Markas Besar NASA, Washington
301-286-6284/202-358-1501
[email protected] / [email protected]