באמצעות למידת נתונים סייסמיים ותצפיות מסלוליות, הקשורות לשתי פגיעות מטאוריטים עיקריות בסוף 2021 במאדים, הצוותים הבינלאומיים של משימות InSight ו-Mars Reconnaissance Orbiter מטעם נאס"א משכללים את הידע שלהם על החלק הפנימי של כוכב הלכת השכן. שני מחקרים שפורסמו אמש (יום ה') בכתב העת Science, הכוללים מחברים רבים ממוסדות ומעבדות צרפתיות, מאמתים ומחדדים את המודלים של המבנה הפלנטרי הפנימי של כוכב הלכת האדום, אך גם של דינמיקת ההשפעות הגדולות והפיזיקה של גלי הלם אטמוספריים.
ב-24 בדצמבר 2021, הנחתת InSight של נאס"א תיעדה אירוע סיסמי גדול עם השארת חותם מובהק המתפתל על פני השטח של מאדים - אחד האירועים הסייסמיים הגדולים ביותר שנצפו בכוכב הלכת השכן. כעת, מחבריהם של צמד מחקרים מראים כי אירוע זה, ועוד אחד שזוהה מוקדם יותר בשנה שעברה, נגרמו מפגיעת מטאור ומשתמשים בגלי הקרקע - סוג של גלים משטחיים המתפשטים לאורכו של תווך בתוך מדיום שונה, כמו גלי כובד בין שני נוזלים בעלי צפיפות שונה - שנוצרו בשל ההתנגשויות, על מנת לפרק את המבנה של קרום המאדים.
(הקולות שהוקלטו בזמן פגיעת אחד המטאורים)
מבנה הקרום והמעטפת של כוכב הלכת יכולים לספק מידע חשוב על מקורו והתפתחותו. גלים סייסמיים המתפשטים לאורך פני השטח הרדודים של כוכב לכת, הידועים כגלי הקרקע, יכולים לשמש למיפוי מאפיינים מבניים אלה. עם זאת, עד כה, מעולם לא זוהו גלים כאלה באף כוכב לכת מלבד בכדור הארץ. למרות שרעידות סיסמיות ופגיעות מטאורים על כוכב הלכת האדום אינן נדירות, הן היו מאתגרות לזיהוי ואפיון.
עם זאת, שני האירועים הסייסמיים שהתרחשו במהלך המחצית השנייה של 2021 היו גדולים במיוחד. במחקר אחד, ליליה פוסילובה ועמיתיה השתמשו בתמונות של פני השטח במאדים, שצולמו באמצעות Mars Reconnaissance Orbiter (גשושית רב־משימתית למחקר כוכב הלכת מאדים, ששוגרה על ידי נאס"א ב-12 באוגוסט 2005), ומראים ששני האירועים הללו נגרמו מפגיעות מטאורים. התנגשויות אלו, אשר הביאו לשני מכתשי פגיעה גדולים (בקוטר של יותר מ-130 מטר), שלחו גלי קרקע מהדהדים על פני שטח כוכב הלכת.
במחקר השני, דויאון קים ועמיתיו מינפו את גלי הקרקע האלה - הראשונים שהתגלו אי פעם על מאדים - כדי להבין טוב יותר את המבנה הפנימי של כוכב הלכת באמצעות InSight (נחתת של נאס"א לחקר כוכב הלכת מאדים, אשר שוגרה ב-5 במאי 2018). קים ועמיתיו גילו שהקרום צפוף יותר ממה שחשבו תחילה, מה ששינה לגמרי את החשיבה לגבי ההרכב, ההיווצרות והעובי של קרום המאדים.
הצפי הוא כי נחתת InSight תסיים את משימתה בדצמבר הקרוב, זאת בשל האבק שהצטבר על הפאנלים הסולאריים שלה, מה שלא יותיר לה מספיק אנרגיה להמשך הפעילות. עם זאת, המשך העבודה על הנתונים הסייסמיים שכבר נרשמו אמורה להמשיך ולספק תגליות לגבי מבנהו של מאדים. "עד כה, הידע שלנו על קרום המאדים התבסס רק על מדידת נקודה אחת מתחת לנחתת InSight", הסביר קים, שהופתע מתוצאות ניתוח גלי הקרקע. בממוצע, לקרום המאדים בין אתרי הפגיעה לבין הסייסמוגרף של InSight יש מבנה אחיד מאוד וצפיפות גבוהה. עם זאת, החוקרים זיהו בעבר שלוש שכבות של קרום המרמזות על צפיפות נמוכה יותר.
הדמיה של InSight על מאדים
(הדמיה: נאס"א)
הממצאים החדשים מדהימים מכיוון שקרום של כוכב הלכת האדמדם מספק רמזים חשובים לגבי האופן שבו הוא נוצר והתפתח. מכיוון שהקרום עצמו הוא תוצאה של תהליכים דינמיים מוקדמים במעטפת ותהליכים מאגמטיים שבאו לאחר מכן, הרי שהוא טומן בחובו מידע על תנאים בני מיליארדי שנים ועל ציר הזמן של פגיעות האסטרואידים, שהיו נפוצות במיוחד בימיו הראשונים של כוכב הלכת מאדים.
"המהירות שבה גלי קרקע מתפשטים תלויה בתדירות שלהם, שבתורה תלויה בעומק שלהם", הסביר קים שהינו גיאופיזיקאי ומדען מחקר בכיר במכון לגיאופיזיקה של המכון הטכנולוגי הפדרלי של שווייץ בציריך. לדבריו, על ידי מדידת שינויים במהירות בנתונים הסייסמיים על פני תדרים שונים, ניתן להסיק כיצד המהירות משתנה בעומקים שונים, כי כל תדר רגיש לעומקים שונים. זה נותן את הבסיס להערכת הצפיפות הממוצעת של הסלע, כי המהירות הסייסמית תלויה גם בתכונות האלסטיות של החומר שדרכו עוברים הגלים. נתונים אלה אפשרו לחוקרים לקבוע את מבנה הקרום בעומקים של בין כ-5 ל-30 ק"מ מתחת לפני השטח של מאדים.
פורסם לראשונה: 21:01, 27.10.22
