Άρης: Κάτω από την επιφάνεια, ένας ωκεανός ραδιενεργού μάγματος

Χάρη στις μετρήσεις του πρώτου σεισμογράφου που ταξίδεψε σε άλλο πλανήτη, διεθνείς ομάδες ερευνητών ανακάλυψαν ένα στρώμα λιωμένων, ραδιενεργών πετρωμάτων γύρω από τον πυρήνα του Άρη, ένα στρώμα που απουσιάζει από τη Γη και άλλους πλανήτες.

Τα ευρήματα προσφέρουν νέα στοιχεία για την εξέλιξη του ξαδέλφου της Γης και την απώλεια του νερού που κάποτε διέθετε.

Τα σεισμικά κύματα αλλάζουν ταχύτητα και κατεύθυνση ανάλογα με τα γεωλογικά στρώματα μέσα από τα οποία διέρχονται. Για αυτό και οι μετρήσεις της αποστολής InSight της NASA, η οποία κατέγραψε χιλιάδες δονήσεις στα τέσσερα χρόνια λειτουργίας της μέχρι το 2022, επέτρεψαν στους επιστήμονες να προσδιορίσουν με νέα ακρίβεια την εσωτερική δομή του Άρη.

Το στρώμα μάγματος συσσωρεύει ραδιενεργά στοιχεία των οποίων η διάσπαση παράγει θερμότητα

Μια πρώτη ανάλυση που δημοσιεύτηκε το 2021 κατέληγε στην εκτίμηση ότι ο πυρήνας του Άρη, ο οποίος αποτελείται κυρίως από υγρό σίδηρο, έχει εξαιρετικά μεγάλη ακτίνα 1.830 χιλιομέτρων και καταλαμβάνει μεγάλο τμήμα του όγκου του πλανήτη.

Αυτό που άλλαξε τις εκτιμήσεις ήταν μια πρόσκρουση αστεροειδή τον Σεπτέμβριο του 2021, η οποία προκάλεσε δόνηση 4,2 βαθμών. Τα σεισμικά κύματα διαπέρασαν τον πυρήνα καταγράφηκαν από το InSight στην άλλη άκρη του πλανήτη.

Μέχρι τότε, η ρομποτική αποστολή είχε καταγράψει μόνο σεισμικά κύματα που ανακλώνταν στον πυρήνα και δεν έδιναν σαφείς πληροφορίες για τα βαθύτερα στρώματα του Άρη.

To στρώμα μάγματος που περιβάλλει τον πυρήνα (πορτοκαλί) έχει πάχος γύρω στα 150 χιλιόμετρα (Thibaut Roger – NCCR PlanetS – ETH Zurich)

Θερμική κουβέρτα

Σύμφωνα με δύο νέες μελέτες που δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature, διαθέσιμες εδώ και εδώ, ο πυρήνας του πλανήτη είναι αρκετά μικρότερος από ό,τι είχε προηγουμένως εκτιμηθεί, με διάμετρο 1.650 χιλιομέτρων. Είναι επίσης πυκνότερος από ό,τι έδειχνε η προηγούμενη εκτίμηση, περίπου το ίδιο πυκνός με τον γήινο πυρήνα.

Επιπλέον, οι νέες αναλύσεις υποδεικνύουν ότι ο πυρήνας περιβάλλεται από ένα στρώμα μάγματος με πάχος γύρω στα 150 χιλιόμετρα.

Το στρώμα αυτό λειτουργεί ως θερμική μόνωση ή «κουβέρτα» γύρω από τον πυρήνα, δήλωσε ο Βέντραν Λέκιτς του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, μέλος της ομάδας που υπογράφει την πρώτη μελέτη.

O σεισμογράφος του Insight διακρίνεται στο έδαφος αριστερά του σε αυτή την καλλιτεχνική απεικόνιση της NASA

«Η κουβέρτα αυτή όχι μόνο συγκρατεί τη θερμότητα που έρχεται από τον πυρήνα και εμποδίζει έτσι την ψύξη του, αλλά επιπλέον συσσωρεύει ραδιενεργά στοιχεία των οποίων η διάσπαση παράγει περισσότερη θερμότητα» εξήγησε ο Λέκιτς σε δελτίο Τύπου.

Στον πυρήνα της Γης ρεύματα λιωμένου σιδήρου μεταφέρουν θερμότητα από το εσωτερικό προς τα έξω. Επειδή ο σίδηρος είναι αγώγιμο μέταλλο, τα ρεύματα αυτά δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο που τυλίγει τον πλανήτη και τον προστατεύει από τον βομβαρδισμό των ηλιακών σωματιδίων και της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας.

Στην περίπτωση του Άρη, η «κουβέρτα» λιωμένου μάγματος εμποδίζει τον σχηματισμό ρευμάτων μεταφοράς θερμότητας, κάτι που εξηγεί γιατί ο Άρης δεν διαθέτει μαγνητικό πεδίο, εξήγησε ο Λέκιτς.

Η απουσία μαγνητικού πεδίου επέτρεψε τελικά στα σωματίδια ηλιακού ανέμου να παρασύρουν ένα μέρος της αρχέγονης ατμόσφαιρας του Άρη και μαζί το νερό του.

Το InSight σταμάτησε να λειτουργεί το 2022 λόγω της σκόνης που συσσωρεύτηκε στους ηλιακούς συλλέκτες του. Σχέδια για αποστολή νέου σεισμογράφου αυτή τη στιγμή δεν υπάρχουν, όμως οι ερευνητές θα συνεχίσουν να αναλύουν τις παρατηρήσεις της αποστολής.