Zo blijkt dat de kern van Mars niet alleen vloeibaar is, maar ook voor ongeveer een vijfde uit de lichte elementen zwavel, zuurstof, koolstof en waterstof bestaat.
Jarenlang speurde wijlen marslander Insight naar marsbevingen. En met succes: zo heeft de lander tijdens zijn werkzame leven meer dan 1300 marsbevingen gedetecteerd. Onderzoekers hebben nu enkele van deze bevingen nader onder de loep genomen. En dat heeft geleid tot het beste beeld van de grootte en samenstelling van het binnenste van Mars tot nu toe.
Het binnenste van Mars
Het detecteren van de marsbevingen was geen doel op zich, maar eerder een middel om de rode planeet beter te gaan begrijpen. De seismische golven reizen namelijk door de korst, mantel en kern van de rode planeet en ondergaan – onder invloed van die verschillende lagen in het binnenste van Mars en de materialen waaruit deze bestaan – veranderingen. Door de golven en de veranderingen die zij ondergaan te bestuderen, kunnen onderzoekers een beter beeld krijgen van de dikte en samenstelling van deze binnenste lagen. En zo hoopten ze tevens een beter idee te krijgen van wat zich onder het oppervlak van de planeet bevindt (zoals water) en hoe de korst en het diepe binnenste zijn opgebouwd. Dat geeft op zijn beurt weer meer inzicht in de samenstelling van Mars als geheel en de wijze waarop de rode planeet – maar ook andere rotsachtige werelden – zijn ontstaan.
Einde van Insight
Afgelopen december moest NASA echter een punt zetten achter de succesvolle missie van Insight. De lander, die jarenlang de inwendige structuur van Mars onderzocht, verloor geleidelijk aan vermogen en ging als een nachtkaars uit. Onderzoekers buigen zich sindsdien over de schat aan gegevens die Insight in de afgelopen jaren met zijn seismometer heeft verzameld. En in een nieuwe studie hebben de onderzoekers twee hele speciale marsbevingen bestudeerd, die de eerste directe waarnemingen ooit van de kern van een andere planeet markeren.
De seismometer die Insight bij zich heeft om marsbevingen te detecteren, is ongeveer net zo groot als een volleybal en is door de lander zelf op het oppervlak geplaatst. Met dit instrument kunnen wetenschappers seismische gebeurtenissen op honderden tot duizenden kilometer afstand ‘horen’. En door dergelijke marsbevingen te meten, kunnen wetenschappers meer te weten komen over de precieze materialen waaruit Mars is opgebouwd.
De twee bevingen, die plaatsvonden op 25 augustus en 18 september 2021, bleken afkomstig van de andere kant van de planeet dan waar de lander zich bevond – de zogenoemde farside-bevingen. De afstand bleek cruciaal: hoe verder een marsbeving zich van Insight plaatsvond, hoe dieper de seismische golven door de planeet reisden voordat ze werden gedetecteerd.
Farside-bevingen
Het betekent dat Insight seismische golven had opgevangen die dwars door de kern van Mars waren gereisd, een gebeurtenis die nog nooit eerder was vastgelegd. “We hadden zowel geluk als vaardigheid nodig om deze bevingen te vinden en vervolgens te ‘lezen’,” vertelt hoofdauteur Jessica Irving. “Farside-bevingen zijn namelijk veel moeilijker te detecteren, omdat veel energie gaandeweg verloren gaat.” Bovendien behoorden deze twee marsbevingen tot de grotere die Insight heeft opgevangen. “Als ze niet zo groot waren geweest, hadden we ze niet ontdekt,” aldus onderzoeker Bruce Banerdt.
De kern van Mars
Door seismische golven te detecteren die daadwerkelijk door de kern zijn gereisd, kunnen wetenschappers hun modellen van hoe die kern eruitziet, verfijnen. En de nieuwe analyse van de twee bijzondere marsbevingen schetst nu het duidelijkste beeld van de kern van Mars ooit. Dat heeft trouwens wel enkele verrassingen opgeleverd. De bevindingen suggereren in de eerste plaats dat de kern van Mars – zoals eerder al vermoed – vloeibaar is. Ook weten de onderzoekers nu meer over de chemische samenstelling. Eerdere studies hadden al laten doorschemeren dat de kern, naast ijzer en nikkel, ook een groot aandeel lichtere elementen moest bevatten. En nu blijkt dat ongeveer een vijfde van de vloeibare kern bestaat uit elementen zoals zwavel, zuurstof, koolstof en waterstof. Al met al lijkt het erop dat de vloeibare ijzeren kern van Mars kleiner en dichter is dan tot nu toe werd gedacht.
Belangrijk
Dat we nu een beter beeld hebben van de de kern van Mars, is heel interessant. “Het bepalen van de hoeveelheid zwavel, zuurstof, koolstof en waterstof in een planetaire kern is belangrijk,” legt onderzoeker Doyeon Kim uit. “Het breidt ons begrip over de omstandigheden die heersten in ons zonnestelsel toen planeten zich vormden, uit. Bovendien verschaft het meer inzicht in hoe deze omstandigheden de gevormde planeten beïnvloedden.”
De resultaten, gepubliceerd in het vakblad Proceedings of the National Academies of Sciences, benadrukken het grote succes van de Insight-missie. Het voornaamste doel was namelijk het diepe binnenste van Mars bestuderen, zodat wetenschappers een beter beeld konden krijgen van hoe rotsachtige werelden – inclusief de aarde en de maan – ontstaan. En die belofte heeft Insight waargemaakt. Overigens zitten er mogelijk nog veel meer ontdekkingen in de pijplijn. Het zal waarschijnlijk nog decennia in beslag nemen voordat alle gegevens die Insight met zijn seismometer verzamelde, zijn bestudeerd. En dus zullen onderzoekers in de toekomst mogelijk nog meer verrassingen onthullen over het binnenste van onze buurplaneet.
