Co všechno zjistil seismometr na Marsu (3)

Trojdílný blogový seriál o tom, co všechno zjistila na Marsu sonda InSight. V třetím díle bude řeč o jádru Marsu. Díky seismometru SEIS známe jeho parametry.  (délka blogu cca 3 min.)

Vznik planet ve Sluneční soustavě

Při průchodu různými materiály se mění rychlost a průběh seismických vln. Byly to právě tyto změny, které dovolily vědcům získat přehled o vnitřní struktuře Marsu. 

Mars vznikl podobně jako Země. Ve Sluneční soustavě se kolem ještě mladé hvězdy formovaly malé objekty z částeček plynu a prachu. Často docházelo ke vzájemným kolizím těchto malých objektů. Někdy se přitom tříštily na menší části, jindy se fragmenty obou těles spojily do jednoho - většího. Postupně tyto objekty rostly. Jejich vlastní gravitace je pak zaoblila a vytvořila z nich dnes známé planety. 

Při srážkách se tělesa zahřívala, protože se část jejich pohybové energie měnila na tepelnou. To dovolilo původně poměrně stejnorodému materiálu, aby se díky teplotě, kterou získal při vzájemných srážkách, roztavil. Postupně se tak vytvořily strukturované objekty. Roztavená hmota planet se rozdělila v procesu, kterému říkají vědci diferenciace, na kůru, plášť a jádro.

Mars a jeho struktura

U naší vlastní planety máme díky seismologům poměrně dobrý přehled o tom, jak vypadá její nitro. Vědci byli samozřejmě zvědaví, jak je tomu u sousední planety. Není tedy náhoda, že vyvinuli a k Marsu vyslali jeden z nejcitlivějších seismometrů všech dob. Díky němu se nedávno podařilo změřit hloubku, velikost a strukturu kůry, pláště i jádra Marsu.

Vědci zjistili, že je kůra na Marsu tenčí, než se očekávalo po zkušenostech ze Země. Zdá se, že má dokonce dvě až tři podvrstvy. Tam, kde existují dvě vrstvy kůry, mají celkovou tloušťku zhruba 20 km - a tam, kde jsou tři, až 37 km. 

Plášť planety, který se nachází pod kůrou, se rozkládá až do hloubky 1560 km. To je méně než na Zemi, která má plášť dosahující až do hloubky 2900 km, ale není to překvapivé - Mars je menší než naše planeta. 

Uprostřed se nachází samotné jádro o průměru kolem 1830 km. 

Vědci mohli také potvrdit, že je jádro Marsu částečně roztavené a tedy tekuté. Je dokonce větší, než se předpokládalo. 

...

Výsledky seismického průzkumu dokazují, že i Mars byl (podobně jako Země) kdysi zcela roztaveným tělesem, které se později diferenciovalo (rozvrstvilo) na jádro, plášť a kůru planety. V jádře se koncentrovaly těžké prvky jako nikl a železo, stejně jako je tomu u Země. 

V místě, kde přistála sonda InSight (poblíž marťanského rovníku) je kůra planety silná 15 - 47 km. 

Pod touto kůrou je vrstva tvořená pevnou horninou. Sahá až do hloubky 400 - 600 km. Dalo by se to vysvětlit nejspíš tím, že Mars nemá tektonické desky a všechen materiál tedy tvoří desku jedinou. Mineralogicky je tato vrstva podobná hornímu plášti Země a sahá do takové hloubky, ve které na Zemi registrujeme právě tento horní plášť. Je tedy jakousi jednoduchou nepohyblivou variantou, podobnou té pozemské. 

Nejspíš také nikoho neudiví, že hlubší plášť planety vykazuje o něco větší podíl těžkých prvků, než je tomu na Zemi. Země je větší, gravitace tu musela přispět k daleko intenzivnějšímu rozdělení materiálu podle hmotnosti (nikl-železné jádro se skládá z těch nejtěžších většinových materiálů, ze kterých se planety tvořily). 

Samotné jádro Marsu je tekuté a zároveň je větší, než vědci čekali. Dříve, než jeho skutečnou podobu změřila mise InSight, předpokládali vědci jádro, které by bylo o 200 km menší. 

Ze zjištěného poloměru se dá také vypočítat hustota marťanského jádra. U většího jádra je hustota logicky menší  než se předpokládalo. Musí v něm být tedy větší podíl lehčích prvků. Nachází se tu možná příměsi síry, uhlíku a vodíku, podobně jako se v plášti nachází příměsi železa. 

A tak má Mars k dispozici skutečné kapalné kovové jádro - i když dnes nemá (tak jako je tomu u naší Země) kontinuální ochranné magnetické pole, které takové jádro může vytvořit. Proč tomu tak je - to se jednoho dne jistě dozvíme díky dalšímu průzkumu a dalším misím k Rudé planetě.