Medan InSights seismometer tålmodigt har väntat på att nästa stora marsbävning ska lysa upp dess inre och definiera dess skorpa-mantel-kärna-struktur, två forskare, Takashi Yoshizaki (Tohoku University) och Bill McDonough (Tohoku University och University of Maryland, College Park), har byggt en ny kompositionsmodell för Mars. De använde stenar från Mars och mätningar från satelliter som kretsar för att förutsäga djupet till dess kärna-mantelgräns, några 1, 800 km under ytan och har kunnat antyda att dess kärna innehåller måttliga mängder svavel, syre och väte som lätta grundämnen.

Yoshizaki förklarar, "Att känna till sammansättningen och inre strukturen hos steniga planeter berättar för oss om bildningsförhållanden, hur och när kärnan separerades från manteln, och tidpunkten och mängden av skorpan extraherad från manteln."

Tidiga astronomer använde separationsavstånd och omloppsperioder för planeter och deras månar för att bestämma storleken, massa och densitet av dessa kroppar. Dagens kretsande rymdfarkoster ger mer information om en planets form och densitet, men fördelningen av tätheten i dess inre har förblivit okänd. En planets seismiska profil ger denna kritiska insikt. När ett skalv skakar en planet, ljudvågor färdas genom dess inre med hastigheter som styrs av dess inre sammansättning och temperatur. Starka kontraster i densitet, till exempel, sten kontra stål, få ljudvågor att reagera annorlunda, avslöjar kärn-mantelgränsdjupet och detaljer om den sannolika sammansättningen av dessa lager.

I slutet av 1800-talet, forskare antog en metallisk kärna inuti jorden, men det var inte förrän 1914 som seismologer visade dess existens på ett djup av 2, 900 km. Seismologer avslöjade strukturen av planetens inre, som hjälper till att lokalisera källor och förstå jordbävningarnas natur. De fyra månseismometrarna som installerats av Apollo-astronauter definierade månens kärna-mantel-skorpa struktur. Mars, den näst bäst utforskade planeten, fick sin första seismometer från InSight-uppdraget i mitten av 2018.

Kompositionsmodeller för en planet utvecklas genom att sammanföra data från ytbergarter, fysiska observationer och kondritiska meteoriter, planeternas primitiva byggstenar. Dessa meteoriter är blandningar av sten och metall, som planeterna, som är sammansatta av fasta ämnen som ansamlats från den tidiga solnebulosan. Olika proportioner av magnesiumoxider, kisel och järn och legeringar av järn och nickel utgör dessa fasta ämnen.

Yoshizaki tillägger, "Vi fann att Mars kärna bara är ungefär en sjättedel av dess massa, medan för jorden, den är en tredjedel av dess massa." Dessa fynd överensstämmer med att Mars har fler syreatomer än jorden, en mindre kärna, och en rostig röd yta. De hittade också högre mängder flyktiga element på Mars än på jorden, till exempel, svavel och kalium, men mindre av dessa grundämnen än i de kondritiska meteoriterna.

Seismometern på NASA:s InSight-uppdrag kommer direkt att testa denna nya modell av Mars när den definierar djupet till Mars kärna-mantel gränsen. Sådana sammansättningsmodeller för Mars och jorden ger ledtrådar till planeternas ursprung och natur och villkor för deras beboelighet.