NASA-forskare har hittat bevis för att Mars skorpa inte är så tät som man tidigare trott, en ledtråd som kan hjälpa forskare att bättre förstå den röda planetens inre struktur och evolution.

En lägre densitet betyder sannolikt att åtminstone en del av Mars skorpa är relativt porös. Vid denna tidpunkt, dock, teamet kan inte utesluta möjligheten av en annan mineralsammansättning eller kanske en tunnare skorpa.

"Skorpan är slutresultatet av allt som hände under en planets historia, så en lägre densitet kan ha viktiga konsekvenser för Mars bildning och evolution, " sa Sander Goossens från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Goossens är huvudförfattare till en Geophysical Research Letters-uppsats som beskriver arbetet.

Forskarna kartlade tätheten av Marsskorpan, uppskattar den genomsnittliga densiteten är 2, 582 kilo per kubikmeter (cirka 161 pund per kubikfot). Det är jämförbart med den genomsnittliga tätheten av månskorpan. Vanligtvis, Mars skorpa har ansetts vara minst lika tät som jordens oceaniska skorpa, vilket är ca 2, 900 kg per kubikmeter (cirka 181 pund per kubikfot).

Det nya värdet kommer från Mars gravitationsfält, en global modell som kan extraheras från satellitspårningsdata med hjälp av sofistikerade matematiska verktyg. Tyngdkraftsfältet för jorden är extremt detaljerat, eftersom datamängderna har mycket hög upplösning. Nyligen genomförda studier av månen av NASA:s Gravity Recovery and Interior Laboratory, eller GRAAL, uppdraget gav också en exakt gravitationskarta.

Datauppsättningarna för Mars har inte så mycket upplösning, så det är svårare att fastställa tätheten av jordskorpan från nuvarande gravitationskartor. Som ett resultat, Tidigare uppskattningar förlitade sig mer på studier av sammansättningen av Mars jord och bergarter.

"När den här historien kommer samman, vi kommer till slutsatsen att det inte räcker att bara känna till stenarnas sammansättning, " sa Goddards planetgeolog Greg Neumann, en medförfattare på tidningen. "Vi måste också veta hur stenarna har omarbetats över tid."

Goossens och kollegor började med samma data som användes för en befintlig gravitationsmodell men satte en ny twist på den genom att komma på en annan begränsning och tillämpa den för att få den nya lösningen. En begränsning kompenserar för det faktum att inte ens de bästa datamängderna kan fånga varenda detalj. Istället för att använda standardmetoden, känd för de i fältet som Kaula-begränsningen, laget skapade en begränsning som beaktar de exakta mätningarna av Mars höjdförändringar, eller topografi.

"Med detta tillvägagångssätt, vi kunde klämma ut mer information om gravitationsfältet från de befintliga datamängderna, " sa Goddard geofysiker Terence Sabaka, den andra författaren på tidningen.

Innan man tar sig an Mars, forskarna testade sitt tillvägagångssätt genom att tillämpa det på gravitationsfältet som användes före GRAIL-uppdraget. Den resulterande uppskattningen för densiteten av månskorpan matchade i huvudsak GRAIL-resultatet på 2, 550 kilo per kubikmeter (cirka 159 pund per kubikfot).

Från den nya modellen, teamet skapade globala kartor över skorpans densitet och tjocklek. Dessa kartor visar vilken typ av variationer forskarna förväntar sig, som tätare skorpa under Mars jättevulkaner.

Forskarna noterar att NASA:s InSight-uppdrag - en förkortning för Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesi och värmetransport - förväntas ge de typer av mätningar som kan bekräfta deras upptäckt. Detta Discovery Program uppdrag, planerad att lanseras 2018, kommer att placera en geofysisk landare på Mars för att studera dess djupa inre.