For første gang har forskere kartlagt hva som er inni en annen planet.

Dette var målet da romsonden InSight ble sendt mot Mars i 2018. InSight hadde med seg et fintfølende seismometer. Siden februar 2019 har sonden målt små rystelser i bakken på Mars.

Skjelv, vulkanutbrudd og meteornedslag kan lage bevegelser, seismiske bølger, som forplanter seg igjennom en planets indre, skrev forskning.no i en tidligere sak.

Bølgene beveger seg forskjellig ut fra hva de går igjennom. Det kan fortelle oss noe om hva som er inni planeten.

I tre nye studier som er publisert i tidsskriftet Science beskriver forskere hva «jordskjelv» på Mars sier om planetens skorpe, mantel og kjerne.

- Da vi først begynte å sette sammen konseptet for oppdraget for over ti år siden, så var informasjonen i disse studiene det vi håpet å få til slutt, sier Bruce Banerdt som er en del av InSight teamet, i en pressemelding fra NASA.

- Dette er kulminasjonen av alt arbeidet og alle bekymringene det siste tiåret.

Hundrevis av små skjelv

Siden InSight begynte å lytte, har den registrert 733 svake Mars-skjelv. 35 av disse hendelsene har dannet grunnlaget for de nye studiene, ifølge NASA.

Mars er bare litt over halvparten så stor som jorda. Studiene viser at Mars ligner på hvordan jorden er bygget opp på den måten at planeten også har en kjerne, mantel og skorpe.

Men det er også mye som er ulikt.

Magnetfeltet gikk tapt

Jordens kjerne ligger i midten av planeten har en ytre og indre del. Den består av jern og andre tunge grunnstoffer. Den ytre delen er flytende.

Det er strømninger i den flytende kjernen som skaper jordens magnetfelt.

Mars har ikke noe globalt magnetfelt i dag. Men det er magnetiske materialer på overflaten som tyder på at Mars hadde et slikt magnetfelt før i tiden. At Mars mistet magnetfeltet sitt er trolig årsaken til at atmosfæren er så tynn. Mye av den ble nemlig blåst vekk av solvinden.

Kjernen er større enn ventet

Den nye studien som handler om Mars sin kjerne, viser at kjernen er større enn forventet. Den har en radius på 1830 kilometer. Kjernen begynner halvveis inne i planeten.

Dette betyr at kjernen er noe mindre tett enn antatt. Den må altså være satt sammen av lettere grunnstoffer som svovel, i tillegg til i hovedsak jern og nikkel, mener forskerne.

Kjernen er faktisk flytende, i alle fall den ytre delen. Det kan forskerne nå slå fast.

Ifølge en artikkel i The Conversation, skrevet av to av forskerne som har deltatt i studien, kan sammensetningen av kjernen være hjelp til å forstå hvorfor Mars ikke har et globalt magnetfelt.

- Eksperimenter viser at det er lite sannsynlig at flytende jernforbindelser som inneholder så mye svovel vil stivne ved de trykk og temperaturer vi forventer i sentrum av Mars. Så det er lite sannsynlig at den har en fast indre kjerne slik som jorden, skriver forskerne.

Enklere mantel

Utenfor kjernen finner vi mantelen. Mars sin mantel består av ett lag og har en enklere struktur enn på jorden.

Jordens mantel består av en øvre og en nedre del som har litt forskjellige egenskaper.

- Den nedre mantelen finnes ikke på Mars, sier geofysiker Amir Khan, som har vært med på alle tre studiene til Scientific American.

Den nedre delen av jordens mantel er med på å isolere kjernen, ifølge National Geographic. Mars sin mantel isolerer dermed ikke like bra, noe som gjør at kjernen kan avkjøles raskere.

Stiv overflate

Lenger opp mot overflaten er litosfæren. Den består av skorpe, altså det ytterste steinlaget, og den øverste delen av mantelen. Jordens litosfære er delt inn i plater som glir under hverandre. Dette har formet landskapet over mange millioner år.

Mars består av bare én plate og har ikke platetektonikk.

Mens jordens litosfære er omtrent 100 kilometer tykk, ifølge Store norske leksikon, er Mars sin tykkere. Det til tross for at planten er mye mindre.

Forskerne målte at litosfæren på Mars er omtrent 500 kilometer tykk.

- Dette kan være en enkel forklaring på hvorfor vi ikke ser platetektonikk på Mars, sier geofysiker Amir Khan til New York Times.

Den stive, tykke overflaten kan ha hindret at Mars har brutt opp i planter.

Skorpen

Selve skorpen har en tykkelse som ikke er så ulik jordens. Forskerne fant ut at skorpen enten er delt i to eller tre lag, og at skorpen trolig er mellom 24 og 72 kilometer tykk. Skorpen er sannsynligvis rik på radioaktive stoffer som bidrar til å varme den opp.

De nye funnene gir viktig innsikt i planetens utvikling, skriver Sanne Cottaar og Paula Koelemeijer i en kommentarartikkel i Science.

Referanser:

Amir Khan, m. fl.: «Upper mantle structure of Mars from InSight seismic data», Science, 23. juli 2021. Sammendrag

Brigitte Knapmeyer-Endrun, m. fl: «Thickness and structure of the martian crust from InSight seismic data», Science, 23. juli 2021. Sammendrag

Simon C. Stähler, m. fl.: «Seismic detection of the martian core», Science, 23. juli 2021. Sammendrag