De första rapporterna om seismisk aktivitet och markvibrationer på Mars är inne. Den röda planeten har en måttlig seismisk aktivitet, mellan jorden och månen.

Ett internationellt team som inkluderar geologer från University of Maryland släppte preliminära resultat från InSight -uppdraget, som landade en sond på Mars den 26 november, 2018. Data från uppdragets seismiska experiment för inre struktur (SEIS) gav de första direkta seismiska mätningarna av Mars undergrund och övre skorpa - det steniga yttersta skiktet på planeten. Resultaten publicerades i ett specialnummer av tidskriften Naturgeovetenskap den 24 februari, 2020.

"Detta är det första uppdraget som fokuserar på att ta direkt geofysiska mätningar av alla planeter förutom jorden, och det har gett oss vår första verkliga förståelse av Mars inre struktur och geologiska processer, "sade Nicholas Schmerr, en biträdande professor i geologi vid UMD och en medförfattare till studien. "Dessa uppgifter hjälper oss att förstå hur planeten fungerar, dess seismicitet, hur aktiv den är och var den är aktiv. "

De seismiska data som erhållits över 235 marsdagar visade 174 seismiska händelser, eller marsquakes. Av dem, 150 var högfrekventa händelser som ger markskakningar liknande dem som spelades in på månen av Apollo-programmet. Deras vågformer visar att seismiska vågor studsar runt när de färdas genom den heterogena och frakturerade Marsskorpan. De andra 24 skalven som observerats av SEIS var övervägande lågfrekventa händelser. Tre visade två distinkta vågmönster som liknade skalv på jorden orsakade av rörelsen av tektoniska plattor.

"Dessa lågfrekventa händelser var riktigt spännande, eftersom vi vet hur vi analyserar dem och extraherar information om underytans struktur, "sa Vedran Lekic, docent i geologi vid UMD och medförfattare till studien. "Baserat på hur de olika vågorna sprider sig genom skorpan, vi kan identifiera geologiska lager inom planeten och bestämma avståndet och platsen till källan till skalven. "

Forskarna identifierade källplatsen och storleken på tre av lågfrekventa marsquakes, och tror att ytterligare 10 är tillräckligt starka för att avslöja deras källa och storlek när de väl har analyserats.

"Att förstå dessa processer är en del av en större fråga om planeten själv, "Sa Schmerr." Kan det stödja livet, eller gjorde det någonsin? Livet finns på kanten, där jämvikten är avstängd. Tänk på områden på jorden som de termiska ventilerna vid de djupa havsryggarna där kemi ger energi för livet snarare än solen. Om det visar sig att det finns flytande magma på Mars, och om vi kan hitta var planeten är mest geologiskt aktiv, det kan vägleda framtida uppdrag som letar efter potential för livet. "

Att upptäcka livstecken var det primära uppdraget för de tidigare Mars -sonderna, Viking 1 och Viking 2. Var och en bar seismometrar, men de monterades direkt på landarna och gav inga användbara data. Viking 1 -instrumentet låste inte upp ordentligt, och Viking 2 tog bara upp ljud från vind som buffrade landaren men inga övertygande marsquakesignaler.

InSight -uppdraget är särskilt avsett för geofysisk prospektering, så ingenjörer arbetade med att lösa tidigare bullerproblem. En robotarm på landaren placerade SEIS -seismometern direkt på Mars -marken en bit bort för att isolera den från landaren. Instrumentet är också inrymt i en vakuumkammare och täckt av det passande namnet Wind and Thermal Shield. SEIS -seismometern är tillräckligt känslig för att urskilja mycket svaga markvibrationer, som på Mars är 500 gånger tystare än markvibrationer som finns på de tystaste platserna på jorden.

Dessutom, seismometern gav viktig information om väder på Mars. Lågtryckssystem och virvlande kolonner med vind och damm som kallas dammdjävlar lyfter marken tillräckligt för att seismometern ska registrera en lutning i underlaget. Höga vindar som flödar över markytan skapar också en distinkt seismisk signatur. Kombinerat med data från meteorologiska instrument, SEIS -data hjälper till att måla en bild av de dagliga cyklerna av ytaktivitet nära InSight -landaren.

Forskarna fann att vindarna tar upp från cirka midnatt till tidig morgon, när svalare luft rullar ner från höglandet på södra halvklotet till Elysium Planitia -slätterna på norra halvklotet där landaren ligger. Under dagen, värme från solen får konvektiva vindar att byggas. Vinden når sin topp på sen eftermiddag när atmosfärstrycket sjunker och dammdjävelsaktivitet uppstår. På kvällen, vindarna avtar, och förhållandena kring landaren blir tysta. Från sen kväll till cirka midnatt, atmosfäriska förhållanden är så tysta, seismometern kan upptäcka mullret från djupare inuti planeten.

Alla skakningar har upptäckts under dessa tysta perioder på natten, men den geologiska aktiviteten kvarstår sannolikt under hela dagen.

"Det som är så spektakulärt med dessa data är att det ger oss denna vackert poetiska bild av hur en dag faktiskt är på en annan planet, "Sa Lekic.

InSight -uppdraget är planerat att fortsätta samla in data fram till 2020.

Forskningspapper, "Begränsningar för Mars grunda elastiska och anelastiska struktur från InSights seismiska data, "P.Lognonné et al., och "Initiala resultat från InSight -uppdraget på Mars" av W. Banerdt et al., publicerades som en del av ett specialnummer av tidskriften Naturgeovetenskap släpptes den 24 februari, 2020.