En ny förståelse av Mars börjar dyka upp, tack vare det första året av NASA:s InSight-landeruppdrag. Fynd som beskrivs i en uppsättning av sex tidningar publicerade idag avslöjar en planet som lever med skalv, dammjäklar och konstiga magnetpulser.

Fem av tidningarna publicerades i Natur . Ett extra papper i Naturgeovetenskap beskriver InSight-rymdfarkostens landningsplats, en grund krater med smeknamnet "Homestead hollow" i en region som kallas Elysium Planitia.

InSight är det första uppdraget tillägnad att titta djupt under Mars yta. Bland dess vetenskapliga verktyg är en seismometer för att upptäcka skalv, sensorer för mätning av vind- och lufttryck, en magnetometer, och en värmeflödessond utformad för att ta planetens temperatur.

Medan teamet fortsätter att arbeta med att få in sonden i Mars-ytan som avsett, den ultrakänsliga seismometern, kallat Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), har gjort det möjligt för forskare att "höra" flera darrande händelser från hundratals till tusentals mil bort.

Seismiska vågor påverkas av materialet de rör sig genom, ger forskare ett sätt att studera sammansättningen av planetens inre struktur. Mars kan hjälpa laget att bättre förstå hur alla steniga planeter, inklusive jorden, först bildades.

Underjordiska

Mars darrar oftare – men också mildare – än väntat. SEIS har hittat mer än 450 seismiska signaler hittills, varav den stora majoriteten förmodligen är skalv (i motsats till databrus skapat av miljöfaktorer, som vind). Det största skalvet var omkring magnituden 4,0 i storlek - inte riktigt tillräckligt stort för att resa ner under jordskorpan in i planetens nedre mantel och kärna. Det är "de saftigaste delarna av äpplet" när det gäller att studera planetens inre struktur, sa Bruce Banerdt, InSight huvudutredare på JPL.

Forskare är redo för mer:Det tog månader efter InSights landning i november 2018 innan de registrerade den första seismiska händelsen. I slutet av 2019, SEIS upptäckte ungefär två seismiska signaler om dagen, vilket tyder på att InSight bara råkade landa vid en särskilt tyst tid. Forskare håller fortfarande tummarna för "den store".

Mars har inte tektoniska plattor som jorden, men den har vulkaniskt aktiva regioner som kan orsaka muller. Ett par skalv var starkt kopplat till en sådan region, Cerberus Fossae, där forskare ser stenblock som kan ha skakas nerför klippsidorna. Forntida översvämningar där ristade kanaler nästan 800 miles (1, 300 kilometer) lång. Lavaflöden sipprade sedan in i dessa kanaler under de senaste 10 miljoner åren - ett ögonblick i geologisk tid.

Några av dessa unga lavaflöden visar tecken på att ha brutits av skalv för mindre än 2 miljoner år sedan. "Det handlar bara om det yngsta tektoniska draget på planeten, " sa planetgeologen Matt Golombek vid JPL. "Det faktum att vi ser bevis på skakningar i den här regionen är inte en överraskning, men det är väldigt coolt."

Vid ytan

För miljarder år sedan, Mars hade ett magnetfält. Den finns inte längre, men det lämnade spöken bakom sig, magnetiserar gamla stenar som nu ligger mellan 200 fot (61 meter) till flera miles under marken. InSight är utrustad med en magnetometer – den första på Mars yta som upptäcker magnetiska signaler.

Magnetometern har funnit att signalerna vid Homestead Hollow är 10 gånger starkare än vad som förutspåddes baserat på data från kretsande rymdfarkoster som studerar området. Mätningarna av dessa orbiters är i genomsnitt över ett par hundra mil, medan InSights mätningar är mer lokala.

Eftersom de flesta ytstenar på InSights plats är för unga för att ha magnetiserats av planetens tidigare fält, "denna magnetism måste komma från gamla klippor under jorden, sa Catherine Johnson, en planetforskare vid University of British Columbia och Planetary Science Institute. "Vi kombinerar dessa data med vad vi vet från seismologi och geologi för att förstå de magnetiserade lagren under InSight. Hur starka eller djupa måste de vara för att vi ska kunna upptäcka detta fält?"

Dessutom, forskare är fascinerade av hur dessa signaler förändras över tiden. Måtten varierar mellan dag och natt; de tenderar också att pulsera runt midnatt. Teorier formas fortfarande om vad som orsakar sådana förändringar, men en möjlighet är att de är relaterade till solvinden som interagerar med Mars atmosfär.

I vinden

InSight mäter vindhastighet, riktning och lufttryck nästan kontinuerligt, erbjuder mer data än tidigare landade uppdrag. Rymdfarkostens vädersensorer har upptäckt tusentals passerande virvelvindar, som kallas dammjäklar när de tar upp grus och blir synliga. "Den här webbplatsen har mer virvelvindar än någon annan plats där vi har landat på Mars medan vi bär vädersensorer, " sa Aymeric Spiga, en atmosfärsforskare vid Sorbonne-universitetet i Paris.

Trots all aktivitet och frekvent bildtagning, InSights kameror har ännu inte sett dammjäklar. Men SEIS kan känna dessa virvelvindar dra i ytan som en gigantisk dammsugare. "virvelvindar är perfekta för seismisk utforskning under ytan, " sa Philippe Lognonné på Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), huvudutredare för SEIS.

Still to Come:The Core

InSight har två radioapparater:en för att regelbundet skicka och ta emot data, och en kraftfullare radio designad för att mäta Mars "wobble" när den snurrar. Denna X-band radio, även känt som rotations- och inredningsexperimentet (RISE), kan så småningom avslöja om planetens kärna är fast eller flytande. En fast kärna skulle få Mars att vingla mindre än en flytande.

Det här första året med data är bara en början. Att se över ett helt marsår (två jordår) kommer att ge forskare en mycket bättre uppfattning om storleken och hastigheten på planetens vinkling.