Første seismiske observationer fra Mars giver helt ny viden om planetens indre

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.

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.«

\ Læs mere

InSight er landet: Nu gør Mars-muldvarpen sig klar til at grave i den røde planet

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.

\ Læs mere

Nyt kort afslører Mars’ hemmelighedsfulde indre

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.

\ Læs mere

To markante jordskælv målt på Mars

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.

\ Læs mere

Is, vand og metan: Her er de vigtigste opdagelser om Mars fra det seneste årti

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.

\ Læs mere

Inge Lehmann og mysteriet om Jordens kerne

\ Læs mere

Mars ryster: Muldvarp-robot har målt 24 ‘marsskælv’