Første seismiske observationer fra Mars giver helt ny viden om planetens indre
Videnskabeligt markerer studierne et stort fremskridt i forståelsen af Mars’ geologi, siger dansk professor i geofysik.

Nu har vi for første gang på baggrund af direkte seismiske målinger fået kvantificeret, hvordan de forskellige lag i Mars' indre ser ud. (Foto: Chris Bickel / Science)

Nu har vi for første gang på baggrund af direkte seismiske målinger fået kvantificeret, hvordan de forskellige lag i Mars' indre ser ud. (Foto: Chris Bickel / Science)

For første gang nogensinde har forskere lavet direkte observationer af Mars’ indre, og dermed har vi fået et helt nyt indblik i planetens sammensætning.

Indblikket er kommet gennem NASA-sonden InSights seismiske målinger af planeten. Den højteknologiske Mars-muldvarp har boret dybt i Mars’ undergrund siden 2019, og resultaterne er nu omsider blevet præsenteret i tre studier i tidsskriftet Science (1, 2, 3). Hver især kaster de lys over, hvordan planeten ser ud under overfladen. 

»Det er et kæmpe stort og imponerende stykke arbejde,« lyder det fra seniorforsker ved De Nationale Geologiske Undersøgelser af Danmark og Grønland (GEUS) Trine Dahl-Jensen, der ikke har været involveret i de nye studier men har læst dem for Videnskab.dk.

»Det er første gang, at vi virkelig kan kigge ind i Mars med geofysiske metoder, og det er kun det tredje himmellegeme - sammen med Jorden og Månen - som vi får nogen form for viden om gennem seismiske målinger,« tilføjer Trine Dahl-Jensen. 

Du kan få overblik over resultaterne i faktaboksen. Vi går i dybden med lidt flere af resultaterne senere i artiklen.

Hvad har forskerne fundet ud af?
  • Mars’ har en ekstrem tyk lithosfære - den hårde del af en planeten - der er hård er 500 kilometer tyk. Jordens lithosfære er kun 100 kilometer tyk, og Jorden er godt dobbelt så stor som Mars.
  • Under Mars’ lithosfære ser der ud til at være et blødere lag, der minder om Jordens asthenosfære. 
  • Mars’ kerne er relativt stor - cirka 1.830 kilometer i radius - og begynder cirka halvvejs mellem planetens overflade og centrum.
  • Det betyder også, at Mars’ kerne, der er flydende og består af jern og nikkel, er mindre tæt end tidligere antaget. 

Resultaterne skal læses med forbehold for, at data er indhentet med ét seismometer, der står ét sted på Mars. De er altså foreløbige og kan ændre sig engang i fremtiden.

Dansk forsker bag nyt studie: »For første gang har vi præcise mål af Mars indre«

Den danske hovedforfatter bag et af de tre nye studier, Amir Khan, der er seniorforsker i seismologi og geodynamik ved ETH Zürich - det tekniske universitet i Zürich - er stolt over at kunne præsentere det nye arbejde.

»Vi vidste en del om Mars’ indre i forvejen. Vi vidste, at den havde en skorpe, en kappe og en kerne, der var flydende. Så vi kendte grundingredienserne. Men vi havde ingen nøjagtige mål på de forskellige lag. Det har vi fået med det nye studie,« siger Amir Khan.

At få mere præcise mål på Mars’ indre struktur skabe en bedre grundlæggende forståelse for, hvordan planeters hænger sammen, lyder det fra Amir Khan:

»Det er interessant i lyset af de helt store spørgsmål om planeter; hvorfor er der vand og liv på nogle planeter, eller hvorfor ser Venus ud, som den gør? For at besvare disse spørgsmål, skal vi først og fremmest vide, hvad der findes inde i planeten, og hvordan de større byggesten som skorpen, kappen og kernen er sat sammen.«

Et stort fremskridt i at forstå den røde planet

Selvom de nye målinger fra Mars er de mest præcise, vi endnu har, står resultaterne endnu ikke mejslet i sten, da data kan være usikre og målingerne upræcise. Forskerne har kun lavet målingerne med et seismometer, der har står ét sted på Mars og gennem to år har målt en håndfuld Mars-skælv. 

Hvis de målte et andet sted på planeten eller med et andet seismometer, kan man ikke udelukke, at resultaterne måske ville være anderledes. Resultaterne kan altså ændre sig, når Mars’ indre undersøges nærmere i fremtiden. 

Når det er sagt, er forskernes arbejde alligevel imponerende, fortæller Klaus Mosegaard, der er professor i geofysik på Niels Bohr Institutet og har været med til at lave undersøgelser af Månens indre. Han letter på hatten over de nye geologiske undersøgelser fra Mars. 

»Videnskabeligt markerer studierne et stort fremskridt i forståelsen af Mars’ geologi. Det er meget overbevisende og meget avancerede målinger,« siger Klaus Mosegaard, der ikke har været involveret i de nye studie. 

Figuren her viser InSights position på Mars. De forskellige tal- og bogstavskoder viser, hvor InSight har målt Mars-skælv. (Figur: Upper mantle structure of Mars from InSight
seismic data)

Mars har en ekstrem tyk lithosfære

Gennem otte målinger fra flere små Mars-skælv er forskerne blandt nået frem til, at Mars ser ud til at have en ekstremt tyk lithosfære, der måler helt op til 500 kilometer fra overfladen og ind mod Mars’ indre kerne. Lithosfæren den yderste, hårde del af en planet.

Jordens lithosfære er kun 100 kilometer tyk. Samtidig er Jorden næsten dobbelt så stor som Mars. Det betyder altså, at  Mars’ lithosfære er ekstremt  tyk i forhold til planetens samlede størrelse, og det understreger nok engang, hvorfor der ikke er aktiv pladetektonik på Mars. 

Under lithosfæren ser det ud til, at Mars har et blødere lag - et såkaldt lavhastigheds-lag, der også findes på Jorden, hvor vi kalder det for asthenosfæren. Det fund i Mars’ indre rejser en del spørgsmål:

»For mig er det overraskende og nyt, at Mars har et blødt lag under lithosfæren. Samtidig er jeg spændt på, hvad det har betydet for så lille en planet at have så tyk en lithosfære. Jeg har svært ved at forestille mig, at lithosfæren opfører sig på samme måde som på Jorden. Så det glæder jeg mig til at blive klogere på,« siger Klaus Mosegaard.

Kernen er stor og let

Gennem svage seismiske signaler fra NASA’s InSight-sonde har et andet forskerhold skabt sig et billede af, hvordan der ser ud endnu dybere i planetens kerne. 

Her har forskerne fundet frem til, at Mars’ flydende kerne, der består af jern og nikkel, har en radius på cirka 1.830 kilometer, der begynder cirka halvvejs mellem planetens overflade og centrum. Hele Mars’ radius er 3.890 kilometer.

Målingerne viser, at Mars kerne er noget større, end man tidligere havde regnet med. Da forskere allerede kender Mars’ vægt, og kernen nu er større end tidligere antaget, må kernens tæthed være mindre end tidligere antaget, fordi kernen ville veje for meget, hvis den kun bestod af jern og nikkel.

»Det betyder, at kernen - ligesom Jordens - er beriget med flere lette elementer som svovl, carbon, oxygen og hydrogen,« siger Amir Khan.

»Hvis en planet har så store mængder af de her elementer inde i kernen, kunne det tyde på, at planeten er opstået tidligt i vores solsystems historie, hvor Solens nebula (stjernetåge, red.) stadig var til stede, fordi nebulaen indeholdte de her elementer,« tilføjer han.

Til gengæld er det lidt af et mysterium, hvorfor der stadig er så mange lette elementer i kernen. Forholdene i Mars gør, at de burde være forduftet.  

»Vi kan ikke forklare, hvorfor det ikke er sket. Men det er jo det, der er sjovt. At hver gang vi finder ud af en ny ting, så opstår der ti nye spørgsmål,« forklarer Amir Khan.

Tidligere i år forlængede NASA InSight-sondens mission med to år, så den vil være aktiv på Mars til helt til december 2022. (Foto: NASA)

Mars-boringer minder om Lehmanns gamle undersøgelser af Jorden

Med de første resultater fra Mars’ indre, er der nu taget hul på et stykke arbejde, der forhåbentligt vil blive forfinet og præciseret i fremtiden.

»Da jeg læste artiklerne, slog det mig, at de mindede meget om Inge Lehmanns artikler, da hun undersøgte Jordens indre tidligt i 1900-tallet, dengang vi først lige var begyndt at forstå vores egen planet,« siger Trine Dahl-Jensen. 

»Data er selvfølgelig nemmere at få fra Jorden. Men jeg kan da lige så godt drømme og sige, at når vi har koloniseret Mars, og der bor nogle millioner mennesker deroppe, så er der ingen grund til, at vi ikke på sigt kan få lige så godt indblik i Mars’ indre,« tilføjer hun.

Inden menneskets en dag måske sætter fod på Mars, vil flere fjernstyrede seismometre på planeten dog også kunne give masser af ny viden, påpeger Klaus Mosegaard.

»Når man ser på, hvad forskerne har fået af viden fra ét seismometer, der har målt ret få og ret svage Mars-skælv, må man håbe, at vi med tiden får et eller helst tre nye seismometre derop,« siger han.

Der er ikke udsigt til at sende nye seismometre til Mars lige nu, men Amir Khan og hans kolleger regner videre på den data, InSight-sonden stadig står og samler ind deroppe. 

»Vi sidder allerede og er i gang med nye analyser. I mit studie lavede vi analyser på baggrund af otte Mars-skælv. Nu har vi data fra 15 skælv, så vi vil helt sikkert få en større forståelse af Mars’ indre i de kommende år,« siger han.

Tidligere i år forlængede NASA InSight-sondens mission med to år, så den vil være aktiv på Mars til helt til december 2022.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.