ناسا دنبال می‌کند؛

بررسی ساختار درونی مریخ با لرزه‌نگاری

ناسا قصد دارد با سنجش لرزه‌های مریخ، ساختار درونی این سیاره را بررسی کند.

کد خبر: ۲۱۸۰۴۱

تاریخ: ۱۵ ارديبهشت ۱۳۹۷ - ۰۸:۳۵

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از اسپیس، هنگامی که به مریخ نگاه می‌کنیم، یک سیاره سرخ‌رنگ را می‌بینیم اما این سوال همیشه وجود دارد که ساختار درونی این سیاره چگونه است.

دلیل بررسی سطح مریخ

مریخ و زمین، از جهات گوناگونی مانند اندازه، دما و ترکیب جوی با هم تفاوت دارند اما ویژگی‌های زمین‌شناسی مشابه آنها از جمله دهانه‌ها، آتش‌فشان‌ها یا ژرف‌دره‌ها را می‌توان در هر دو سیاره بررسی کرد. شاید این موضوع، بر شباهت ساختار داخلی مریخ با زمین دلالت داشته باشد.

همچنین پژوهشگران فکر می‌کنند در گذشته در مریخ، آب مایع وجود داشته است و این ویژگی، نشان‌دهنده شباهت این سیاره به زمین است؛ بنابراین ممکن است مریخ سوالات بسیاری را در مورد ساکنان کهن منظومه شمسی، پاسخ دهد.

مریخ، برخلاف بسیاری از سیاره‌های احتمالا قابل سکونت که در فواصل دور قرار گرفته‌اند، در دوران زندگی ما قابل دسترسی است. در ماموریت‌های فرود روی مریخ و بررسی نشانه‌های سکونت خارج از زمین، کشف ویژگی‌های پوسته این سیاره، از اهمیت بالایی برخوردار است.

بررسی امواج لرزه‌ای

"امواج لرزه‌ای"(Seismic waves )، امواجی از انرژی هستند که از درون زمین عبور می‌کنند. این امواج نتیجه زمین‌لرزه، فوران آتشفشانی، حرکت ماگما، زمین‌لغزش‌های بزرگ و انفجارهای بزرگ انسانی هستند که انرژی صوتی با فرکانس پایین را پخش می‌کنند.

امواج لرزه‌ای، به غیر از تکان دادن زمین در هنگام عبور، به ما در درک ساختار درونی سیاره‌ها کمک خواهند کرد. این امواج، هنگام گذشتن از میان مواد گوناگون، با سرعت‌های گوناگونی عبور می‌کنند.

پردازش زمان رسیدن امواج لرزه‌ای و قدرت آنها با استفاده از لرزه‌سنج، روش هوشمندانه‌ای برای درک ساختار داخلی یک سیاره مانند پوسته، گوشته و هسته آن است.

فرآیندهای بسیاری از جمله لرزه‌های سطحی در اثر برخورد شهاب‌سنگ‌ها و لرزه‌های عمیق در اثر فعالیت زمین‌ساختی مریخ(حرکت صفحات زمین‌ساختی در سطح سیاره)، موجب فعالیت لرزه‌ای مریخ می‌شوند.

این باور وجود دارد که شاید فرآیندهای زمین‌ساختی، مریخ را در سیر تکاملی آن شکل داده باشند که به فرآیند تکامل زمین شباهت دارد. با این حال، برخلاف زمین در سال‌های ابتدایی شکل‌گیری، مریخ از نظر زمین‌ساختی آرام بوده است.

با در نظر گرفتن فرآیندهای زمین‌ساختی مریخ می‌توان فهمید که این سیاره، شبیه به سیاره ما نیست بلکه امکان دارد برخورد شهاب‌سنگ‌ها، نقش بزرگی در ایجاد لرزه‌های مریخ داشته باشند؛ درحالی‌که، شهاب‌سنگ‌های کوچک و پی‌درپی روی زمین، اغلب در جو می‌سوزند و به شکل "ستاره دنباله‌دار" ظاهر می‌شوند.

هنگامی‌ که صخره‌ای از فضا با سرعت فراصوتی، به جو زمین برخورد می‌کند، هوای مقابل آن، با سرعت بالایی فشرده می‌شود. سپس، دما بالا می‌رود و گرما افزایش می‌یابد؛ بنابراین ستاره‌های سنگی در فرآیند تخریب خود، درخشش را آغاز می‌کنند.

در هر حال، پژوهشگران باور دارند که شهاب‌سنگ‌ها، لرزوما پیش از برخورد با جو مریخ، به طور کامل نمی‌سوزند. دلیل این موضوع، تراکم کمتر مریخ نسبت به زمین است؛ بنابراین شهاب‌سنگ‌هایی که در حال ورود به جو هستن، قدرت نفوذ بالاتری دارند. این رخدادها، موجب اختلالات لرزه‌ای در جو و احتمالا روی زمین این سیاره می‌شوند.

بررسی برخورد شهاب‌سنگ‌ به سیاره

تشخیص برخورد شهاب‌سنگ‌ها به سیاره‌ها، با برنامه فضایی "آپولو"(Apollo) آغاز شد. در ماموریت‌های آپولو، لرزه‌سنج‌هایی به ماه انتقال داده شد و در نتیجه، از سال 1969 تا 1977، شبکه‌ای از لرزه‌سنج در ماه به وجود آمد. در طول این ماموریت، شبکه لرزه‌ای آپولو، لرزه‌های سطحی ناشی از بارش پی‌درپی شهاب‌سنگ‌ها را ثبت کرد.

با توجه به اینکه ماه، جوی ندارد تا از سطح آن در مقابل بارش شهابی محافظت کند، شبکه لرزه‌ای آپولو، موفق شد داده‌های لرزه‌ای زیادی را از ماه ثبت کند. این ماه‌لرزه‌ها، علاوه بر ساختار پوسته و عمق درونی ماه، نخستین اطلاعات را در مورد ضخامت پوسته ماه ارائه دادند.

ناسا در خلال این توسعه اکتشافی در ماه، در سال 1975، کاوشگرهای "وایکینگ" (Viking) یک و دو را به مریخ پرتاب کرد. پرتاب این دو کاوشگر، نخستین ماموریت فرود روی مریخ بود و هر کاوشگر، یک لرزه‌سنج را به همراه داشت.

با این که داه‌های کاوشگر وایکینگ، بیش از حد انتظار بود، لرزه‌سنج کاوشگر وایکینگ یک، پس از فرود کار نکرد و لرزه‌سنج وایکینگ دو، تشخیص ضعیفی را ارائه داد.

فضاپیمای "اینسایت"

تا به امروز، هیچ ایستگاه لرزه‌ای دیگری در هیچ یک از سیاره‌های بیرون از محیط زمین نداشته‌ایم اما فضاپیمای جدید ناسا که قرار است در ماه مه پرتاب شود، به جای بررسی از راه دور یا گردش به دور سطح مریخ، هدف متفاوتی را دنبال می‌کند. این فضاپیما، ساختار درونی مریخ را بررسی خواهد کرد.

فضاپیمای "اکتشاف داخلی با استفاده از بررسی‌های لرزه‌ای" یا "اینسایت"  (InSight)، یک ماموریت فرود ساکن خواهد بود تا علاوه بر جریان حرارت داخلی، فعالیت‌های لرزه‌ای روی مریخ یا "مریخ‌لرزه‌ها" (marsquakes) را هم بسنجد. هدف این پروژه، بررسی پوسته و قسمت‌های داخلی مریخ برای درک شکل‌گیری و تکامل این سیاره است.

قرار است فضاپیمای اینسایت، در اوایل ماه می از کالیفرنیا به فضا پرتاب شود و در ماه نوامبر روی مریخ فرود آید. مدت زمان این ماموریت، حداقل دو سال تخمین زده شده است.

نسخه اصلی این مقاله در مجله " Conversation" به چاپ رسیده است.