Elizabeth Rayne – Der Mars scheint ein gefrorener Planet aus rotem Staub, offenen Kratern und felsigem Boden auf der Oberfläche zu sein; Nun, was lauert unter seiner windgepeitschten Oberfläche? Die NASA-Sonde „InSight“ hat die Antwort auf diese Frage möglicherweise schnell gefunden, bevor sie ihre endgültigen Messungen in einem Staubsturm durchführte.
Ob der Kern des Mars fest oder flüssig ist, wird seit langem diskutiert. Obwohl es keine Möglichkeit gibt, den Marskern direkt zu beobachten, hat der InSight-Rover einen Versuch unternommen. Das SEIS-Seismometer* war das erste Instrument, das den erwarteten Nachweis eines flüssigen Kerns erbrachte. Unterdessen misst das als Rotation and Internal Structure Experiment (RISE) bezeichnete Instrument die winzigen Veränderungen, die der Planet während seiner Umlaufbahn zeigt, nämlich Achsenschwankungen, die durch den gravitativen Schub und Zug der Sonne verursacht werden.
In einem kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel erklären die Forscher: „Unsere Analyse der von InSight bereitgestellten Funkverfolgungsinformationen schließt die Existenz eines festen inneren Kerns aus und enthüllt den Zustand des Kerns; „Diese Informationen zeigen, dass es in der inneren Struktur des tiefen Mantels Massenanomalien gibt.“
Schauen Sie sich „NUTATIONEN“ an, um die innere Zusammensetzung des Mars zu verstehen
RISE erfüllt seine Mission durch die Übertragung von Funksignalen zur Erde. Durch die Verfolgung der Änderungen dieser übertragenen Signale können Forscher sehr kleine Positionsänderungen relativ zu unseren Empfängern erkennen. Diese Veränderungen werden durch Schwankungen in der Rotation des Mars verursacht, die „Nutation“ genannt werden. Durch diese Nutationen können aus der von der Achse zurückgelegten Strecke und der Richtung, in die sie sich bewegt, Informationen über die innere Zusammensetzung des Mars gewonnen werden.
Aufgrund früherer Messungen seismischer Wellen auf dem Roten Planeten wurde vermutet, dass es sich um einen flüssigen Kern handelt. Diese Veränderungen waren jedoch anhand der Funksignale schwer zu erkennen. Es dauerte einige Zeit, die Signale vom Rauschen der Planetenbewegungen zu trennen. Darüber hinaus wird der Mars auch von Staubstürmen überschwemmt, und Stürme vor und nach dem Abstieg von InSight veränderten die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten für eine Weile. Darüber hinaus wurde seine Rotationsachse auch durch die Gravitationskräfte seiner Monde Phobos und Deimos leicht verändert.
Damit RISE-Beobachtungen funktionieren konnten, mussten die Forscher genau wissen, wo InSight auf dem Mars gelandet ist. Obwohl die Lander ihre Landeplätze planen, sind diese Pläne nicht starr; Denn selbst die Wissenschaftler, die sie verfolgen, können nicht genau sagen, wo sie sich befinden, bis sie die ersten Informationen interpretieren, die der Lander zur Erde sendet.
Die ersten Informationen, die von RISE die Erde erreichten, wurden von Sebastien Le Maistre, einem Radiowissenschaftler am Königlichen Belgischen Observatorium, analysiert und eine Behauptung über die Landeposition an den Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) hochgeladen, der Bilder der absteigenden Position machte. Das resultierende Bild zeigte, dass InSight mit erstaunlicher Genauigkeit lokalisiert wurde.
WIE HABEN NUTATIONEN ZU EINER FLÜSSIGKEIT ANGEZEIGT?
Nachdem RISE genau erfahren hatte, wo sich der Lander befand, wie deuteten die erkannten Nutationen auf einen flüssigen Kern hin? Die Nutationen können in der „prograden“ Form, also gegen den Uhrzeigersinn relativ zur Achse, oder „rückläufig“ in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Le Maistre und sein Team wussten bereits, dass, wenn der Mars tatsächlich einen flüssigen Kern unter einem festen Mantel enthalten würde, die Achse tatsächlich nach hinten wackeln würde, und wenn der Kern fest wäre, müsste er sich etwas mehr bewegen. Als die Forscher diese Informationen anhand von Daten aus dem InSight-Tool testeten, fanden sie eine Übereinstimmung.
In ihrem Artikel teilten die Forscher mit, dass „Nutationstests auf der Grundlage radiometrischer Messungen die einzige Technik sind, die direkte Aussagen über die Eigenschaften des Marskerns liefern kann.“
Weitere Untersuchungen ergaben, dass der Kern des Mars höchstwahrscheinlich aus einer flüssigen Legierung aus Eisen und Schwefel besteht und einer kontinuierlichen Konvektion unterliegt, wobei die heißere Flüssigkeit in der oberen Wahrheit aufsteigt und die kühlere Flüssigkeit absinkt. Es wird auch angenommen, dass der Kern des Mars im Gegensatz zum Erdkern vollständig flüssig ist. Der äußere Erdkern besteht aus einer flüssigen Eisen- und Nickellegierung; Der innere Kern ist massiv und besteht größtenteils aus Eisen.
Wissenschaftler haben erklärt, dass der geschmolzene Zustand des unteren Mantels, in dem sich der Mars befindet, die Größe und Form des Kerns beeinflussen könnte. Ein geschmolzener Mantel ermöglicht „unterirdische Massenanomalien“, Regionen, in denen die darin enthaltenen Strukturen mehr oder weniger schwerer sind als die ihn umgebenden. Es wurde festgestellt, dass eine dieser Anomalien im Vergleich zur anderen viel tiefer als die Oberfläche liegt. Die Anomalien könnten auch teilweise die langsame Abflachung sowohl der Oberfläche als auch des Kerns des Mars erklären, wenn er sich um seine Achse dreht.
Le Maistre hofft, in der kommenden Zeit weitere RISE-Daten im Eins-zu-eins-Datensatz untersuchen zu können, der Anomalien und flüssige Kerne ausschließt. Von InSight fließen immer noch riesige Mengen an Informationen, die darauf warten, weitere Informationen über den Mars bereitzustellen. Le Maistre sagte in einer Erklärung: „RISE liefert nicht nur Informationen über die Tiefen des Innenraums, sondern auch Informationen über die Atmosphäre und Rotation.“ „Für die wissenschaftliche Gemeinschaft kann es ein Orientierungs- und Rotationsmodell bieten, das als Referenz dienen kann.“
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