No início histórico, a espaçonave da NASA monitora o que está abaixo da superfície de Marte

Quando Galileu observou Marte com um telescópio há mais de 400 anos, ele registrou pouco mais do que uma orbe vazia, suspensa na escuridão sem fim. Nos quatro séculos que se seguiram, os estudiosos tentaram preencher as lacunas.

Não foi muito depois de Galileu que o astrônomo holandês Christian Huygens apareceu e fez uma descoberta profunda de Marte. Huygens observou o planeta em 1659, tendo uma grande área escura em sua face, sombreada em um ponto em forma de coração em um desenho do planeta vermelho. Esta foi a primeira vez que os humanos observaram as características superficiais de outro mundo.

Cerca de 359 anos depois, em novembro de 2018, NASA Insight pousou em Marte Cerca de 2.000 milhas a leste do local, a oitava vez que a agência espacial colocou um explorador automatizado no Planeta Vermelho. Sua missão, recentemente estendida até 2022, é ouvir os “pântanos” e entender o que está acontecendo sob a superfície de nosso vizinho cósmico.

no uma série de três estudos Publicado na Science quinta-feira, uma equipe global de pesquisadores descreveu o interior de Marte usando dados adquiridos pelo sismômetro InSight, um instrumento que responde a vibrações e ruídos abaixo da superfície marciana. análise de série de terremotos, Sinto isso no InSight desde 2019Pela primeira vez, os pesquisadores foram capazes de revelar o funcionamento interno de outro planeta em nosso sistema solar – um avanço para as geociências planetárias.

orelha no chão

O primeiro chocalho planetário detectado pelo sismômetro InSight, conhecido como SEIS, foi em 2019, assim como o primeiro gráfico inicial de Huygens. Ele revelou que Marte era mais sismicamente ativo do que a Lua, mas não tão ativo quanto a Terra, e deu aos pesquisadores uma primeira olhada tentadora sobre que tipo de dados o InSight pode coletar.

SEIS (foto à direita) é um instrumento em forma de cúpula implantado logo após a chegada do InSight a Marte. Ele está localizado no solo de Marte e, como diz a NASA, parece um estetoscópio, ouvindo o “pulso” do planeta. É uma tecnologia altamente sensível, que registra as ondas sísmicas que vibram e vibram no interior do planeta após um terremoto.

A cúpula externa é uma proteção contra o ambiente marciano e protege o SEIS do vento e da poeira que podem afetar as medições de vibração interna. O sismômetro em si é um dispositivo bastante simples: ele tem três pesos, suspensos como um pêndulo, que podem detectar vibrações de diferentes direções – como quando uma onda sísmica de terremotos passa sobre ele.

Pesquisas anteriores mostraram que os pântanos são comuns, mas não muito fortes. Apenas algumas gravações aumentam em 3 Que, no solo, pode soar como um leve rugido a alguns quilômetros de distância, mas não é forte o suficiente para causar sérios danos a estruturas e edifícios. A maioria se origina na camada superior da crosta do planeta, mas estudos investigaram 10 originadas nas profundezas da superfície.

Ouvir as ondas desses terremotos é como os pesquisadores compreenderam as entranhas de Marte. As ondas sísmicas que se movem pelo interior do planeta são alteradas pelos materiais com os quais entram em contato – permitindo que o InSight retrate o que está acontecendo no Terra.

Ogro, cebola e outros planetas

A anatomia de um planeta tão “diferenciado” como Marte é, para citar um filme de 20 anos, exatamente como uma cebola (… ou um carniçal). Suas camadas. Embora os cientistas tenham preenchido as lacunas a respeito das propriedades superficiais e atmosféricas e da composição química do solo, o que acontece sob a superfície é um mistério.

“Por tudo o que sabemos sobre Marte – a maior parte se limita ao medidor superior”, diz Gretchen Benedix, astrônoma da Curtin University, na Austrália, que não participou do estudo. “É como olhar para um presente e focar na embalagem.”

No novo conjunto de estudos, os pesquisadores sondaram essas camadas pela primeira vez, estudando as ondas que balançavam o sistema de informações ambientais compartilhadas do InSight. “Essa nova informação é como abrir um presente para espiar”, diz Benedix.

Um estudo, liderado por Brigitte Knappmayr-Andron, geofísica da Universidade de Colônia, usou os dados para estudar a camada superior do planeta, conhecida como crosta.

A camada superior da crosta, que consiste em rochas basálticas de fluxos de lava antigos, parece ter cerca de 10 quilômetros (6,2 milhas) de espessura no máximo. Mas os dados do InSight revelaram que outra camada, com aproximadamente o dobro desse tamanho, está diretamente abaixo dela. Abaixo disso, Knapmeyer-Endrun disse em um comunicado à imprensa, pode ser onde o “manto” começa – o que torna a crosta de Marte “surpreendentemente fina”.

Mas a equipe também mostrou que pode haver uma terceira camada na crosta, que se estende por cerca de 40 quilômetros de profundidade.

Depois, há o núcleo marciano, que criou algumas surpresas por conta própria.

Conforme mostrado na imagem no topo, os pântanos podem enviar vibrações até o centro do planeta, onde ricocheteiam e correm de volta para o SEIS. Esses sinais, como descrito em um estudo Liderado por Simon Stähler, geofísico da ETH Zurich, na Suíça, era relativamente fraco, mas ajudou a estimar o tamanho do núcleo do planeta. E o tamanho é importante aqui.

A fronteira entre o manto e o núcleo parece estar a menos de 1.600 quilômetros abaixo da superfície, o que é maior do que alguns estudos sugeriram. A sugestão, de acordo com um artigo publicado na revista Science na quinta-feira, é que o núcleo de ferro-níquel é menos denso do que o esperado anteriormente, mas está em estado líquido, como outros estudos argumentaram.

Por que o interior de Marte é importante?

O geofísico da Universidade do Texas Yosio Nakamura descreveu o retorno da sismologia a Marte como um “novo amanhecer” em Comentário sobre Geociências da Natureza em 2020. A capacidade de detectar ondas sísmicas ajuda a colocar algumas restrições fundamentais sobre como o planeta provavelmente evolui ao longo do tempo e, de acordo com Benedix, “nos diz muito sobre a evolução térmica desse planeta.”

O calor é emitido do núcleo de um planeta durante sua formação e evolução inicial e, ao compreender a composição do núcleo, os pesquisadores podem hipotetizar como Marte resfriou ao longo do tempo. Combinar isso com outros dados, obtidos por espaçonaves em órbita, NASA e espaçonaves chinesas, não apenas nos ajuda a entender Marte – também revela como os planetas se formam, mudam e evoluem através do Sistema Solar e possivelmente além.

O InSight também tentou medir diretamente a temperatura sob a superfície do planeta vermelho usando a “toupeira oculta”. Mas no início, quando a toupeira tentou cavar o solo louco de Marte, ele tropeçou. As tentativas heróicas dos engenheiros da NASA para libertar a toupeira não tiveram sucesso e, em janeiro, declarado morto. No entanto, a missão InSight está longe de terminar – ela continuará a ouvir os pântanos até 2022. Embora forneça apenas um “ouvido”, por assim dizer, as observações repetidas devem permitir aos cientistas melhorar sua compreensão do interior de Marte.

Em menos de quatro séculos, passamos de Huygens esboçando uma mancha em forma de coração na face de Marte para compreender o próprio coração de Marte. Os espaços em branco podem continuar a ser preenchidos.