Seismické studie odhalují Mars může mít pevné vnitřní jádro. Výsledek prohlubuje znalost jeho vývoje a ztraceného magnetického pole.
Vědci určili, že Mars sdílí strukturální podobnost s interiérem Země. Data shromážděná NASAMise Insight mise naznačuje, že pod povrchem obsahuje červená planeta pevné vnitřní jádro uzavřené kapalným vnějším jádrem, což je výsledek, který pomáhá vyřešit otázku, která po desetiletí zmatená vědci.
Publikováno v PřírodaStudie přináší hlavní důsledky pro to, jak se Mars v průběhu času vyvíjel. Před miliardami let tato planeta pravděpodobně podpořila hustší atmosféru, kterou je schopna udržovat tekoucí vodu přes její povrch.
Tato atmosféra mohla být zachována magnetickým štítem podobným Země. Dnes však Mars již nemá takovou ochranu. Mnoho vědců má podezření, že zmizení tohoto magnetického pole umožnilo atmosféře postupně uniknout do vesmíru a přeměnit Mars do chladné, vyprahlé planety, kterou nyní pozorujeme.
Jádro Země jako srovnání
Na Zemi se jádro skládá z pevného středu uzavřeného v kapalné vnější vrstvě. Pohyb v této kapalné oblasti vytváří dynamo, které produkuje magnetické pole planety. Toto magnetické pole slouží jako štít a odkloní nabité solární částice, které by jinak erodovaly atmosféru, čímž by se udržovala dlouhodobou obyvatelnosti Země.
Stopy z magnetizované kůry na Marsu naznačují, že planeta kdysi měla také magnetické pole, možná poháněné podobnou vnitřní strukturou. Vědci se však domnívají, že Marsovo jádro nakonec ochladilo a ztratilo svůj pohyb a ukončilo tento ochranný systém.
Marťanská krajina také drží nápadné důkazy o tom, že kapalná voda kdysi volně tekla a ukázala na příznivější klima ve vzdálené minulosti. Tento důkaz zahrnuje sušená postele jezera obsahující vodovodem minerály a obrovské sítě údolí vyřezávaných řekami a potoky. Dnes má však Mars pouze tenkou atmosféru a množství vody potřebné k udržení těchto rysů již není přítomno.
Týmy pracující s Seismometers na Nasa’s Insight Mars Lander poprvé identifikováno Marťanské jádro a rozhodl se, že to bylo stále tekuté. Nové výsledky Huixing BI nyní na University of Science and Technology v Číně v Hefei a kolegů ukazují, že uvnitř kapalného jádra může být také pevná vrstva.
Dlouhodobé planetární tajemství
Povaha vnitřní struktury Marsu byla zajímavým tajemstvím. Bylo to někdy jako Země, s dynamickou kapalinovou vrstvou kolem pevného centra? Nebo Marsova menší velikost zabránila takové formaci? Jak velká musí být planeta, aby získala ochranu magnetického pole, jako je Země, a podporovat obyvatelné klima?
Abychom pochopili, co se stalo, jak se Mars vyvinul, musíme dnes porozumět Marsu. Tyto otázky týkající se atmosféry, vody a jádra Marsu motivovaly několik vysoce profilovaných misí MARS. Zatímco NASA Mars Rovers, Duch, Příležitost, Zvědavosta Vytrvalost studovali povrchovou mineralogii, Evropská kosmická agentura‚s Exomars stopovací plynový orbiter studuje vodní cyklus, NASA’s Maven Kosmická loď studuje atmosférickou ztrátu do vesmíru a NASA v Insight Lander byl poslán ke studiu seismické aktivity.
V roce 2021, Simon Stähler, z Eth Curychu ve Švýcarsku a kolegové, publikovali semenný papír z mise Insight. V něm představili analýzu způsobu, jakým seismické vlny procházejí Marsem z Mars Quakes v blízkosti vhledu, přes plášť, přes jádro, a pak odrážejí druhou stranu planety a dosažení vhledu.
Zjištění velikosti a složení jádra
Poprvé zjistili důkaz jádra a byli schopni omezit jeho velikost a hustotu. Modelovali jádro s jednou kapalinovou vrstvou, která byla větší a méně hustá, než se očekávalo a bez pevného vnitřního jádra. Velikost byla obrovská, asi polovina Marsova poloměru 1 800 km a nízká hustota naznačovala, že byla plná lehčích prvků. Světelné prvky, jako je uhlík, síra a vodík, mění teplotu taveniny jádra a ovlivňují to, jak by mohlo v průběhu času krystalizovat, takže je pravděpodobnější, že zůstane kapalina.
Pevné vnitřní jádro (poloměr 610 km) nalezených Huxing BI a kolegy je nesmírně významné. Samotná přítomnost pevného vnitřního jádra ukazuje, že k krystalizaci a tuhnutí probíhá, když planeta v průběhu času ochlazuje.
Konstrukce jádra je spíše jako Země, a proto častěji vytvořila dynamo v určitém okamžiku. Na Zemi je to tepelné (teplo) změny mezi pevným vnitřním jádrem, kapalnou vrstvou a pláštěm, které řídí konvekci v kapalné vrstvě a vytvářejí dynamo, které vede k magnetickému poli. Tento výsledek je pravděpodobnější, že v minulosti bylo možné dynamo na Marsu.
Vzhledem k tomu, že Simon Stähler a spoluautoři hlásili plně likvidní jádro a huxing BI a kolegové, kteří hlásí pevné vnitřní jádro, může se zdát, jako by došlo k nějaké kontroverzi. Ale tomu tak není. Toto je vynikající příklad pokroku ve sběru a analýze vědeckých dat.
Konkurenční modely Marsu
Insight přistál v listopadu 2018 a jeho poslední kontakt se Země nastal v prosinci 2022. S Stähler Publishing v roce 2021 existují nová data z pohledu, na které se můžete podívat. Stählerův model byl revidován V roce 2023 od Henri Samuela z Université Paris Cité a kolegů. Revidovaná velikost a hustota jádra pomohla smířit výsledky vhledu s některými dalšími důkazy.
V Stählerově papíru není pevné vnitřní jádro konkrétně vyloučeno. Autoři uvádějí, že síla signálu analyzovaných dat nebyla dostatečně silná, aby byla použita k identifikaci seismických vln překrývajících hranici vnitřního jádra. Bylo to vynikající první měření jádra Marsu, ale zanechalo otázku dalších vrstev a struktury.
Pro Nejnovější studie v PřírodaVědci dosáhli svého výsledku pečlivým výběrem specifických typů seismických událostí v určité vzdálenosti od vhledu. Používají také některé nové techniky analýzy dat, aby získali slabý signál z hluku přístroje.
Tento výsledek je určitě mít dopad v rámci komunity a bude velmi zajímavé sledovat, zda další opětovné analýzy podpory údajů o insight nebo odmítnutí jejich modelu. Rovněž bude následovat důkladná diskuse o širším geologickém kontextu a o tom, zda model vyhovuje dalším dostupným údajům, které omezují velikost a hustotu jádra.
Pochopení interiérové struktury planet v naší sluneční soustavě je rozhodující pro vývoj představ o tom, jak se vytvářejí, rostou a vyvíjejí. Před vstupem byly zkoumány modely pro Mars, které byly podobné Zemi, ale rozhodně nebyly upřednostňovány.
Reference: „Seismická detekce 600 km pevného vnitřního jádra na Marsu“ Huixing Bi, Daoyuan Sun, Ningyu Sun, Zhu Mao, Mingwei Dai a Douglas Hemingway, 3. září 2025, Příroda.
Dva: 10.1038/S41586-025-09361-9
Přizpůsobeno z článku původně zveřejněného v Konverzace.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
