A sonda Insight da NASA pousou em Marte no ano de 2018, e até aquele momento os rovers presentes ali e outras sondas se concentravam apenas na superfície marciana. O sismômetro da InSight mudou isso, revelando detalhes sobre as profundezas do planeta Marte pela primeira vez.

Três artigos baseados nos dados do sismômetro foram publicados na revista científica Science, fornecendo detalhes sobre a profundidade e composição da crosta, manto e núcleo de Marte, incluindo a confirmação de que o centro do planeta está derretido. O núcleo externo da Terra está derretido, enquanto o núcleo interno é sólido; os cientistas continuarão a usar os dados da InSight para determinar se o mesmo vale para Marte.

O sismômetro da InSight, chamado de Experimento Sísmico para Estrutura Interior (SEIS), registrou 733 marsquakes distintos. Cerca de 35 deles, todos entre magnitudes 3,0 e 4,0 forneceram os dados para os três artigos. O sismômetro ultrassensível permite que os cientistas “ouçam” eventos sísmicos de centenas a milhares de quilômetros de distância.

Espiando Marte

As ondas sísmicas variam em velocidade e forma quando viajam através de diferentes materiais dentro de um planeta. Essas variações em Marte deram aos sismólogos uma maneira de estudar a estrutura interna do planeta. Por sua vez, o que os cientistas aprendem sobre Marte pode ajudar a melhorar a compreensão de como todos os planetas rochosos – incluindo a Terra – se formaram.

Como a Terra, Marte se aqueceu ao se formar a partir da poeira e aglomerados maiores de material meteorítico orbitando o Sol que ajudaram a dar forma ao nosso sistema solar inicial. Ao longo das primeiras dezenas de milhões de anos, o planeta se separou em três camadas distintas – a crosta, o manto e o núcleo – em um processo denominado diferenciação. Parte da missão da InSight era medir a profundidade, tamanho e estrutura dessas três camadas.

Cada um dos artigos da Science se concentra em uma camada diferente. Os cientistas descobriram que a crosta era mais fina do que o esperado e pode ter duas ou até três subcamadas. Ele vai até 20 quilômetros se houver duas subcamadas, ou 37 quilômetros se houver três.

Abaixo dele está o manto, que se estende por 1.560 quilômetros abaixo da superfície.

No coração de Marte está o núcleo, que tem um raio de 1.830 quilômetros. Confirmar o tamanho do núcleo fundido foi especialmente emocionante para a equipe. “Este estudo é uma oportunidade única na vida”, disse Simon Stähler, da universidade suíça de pesquisa ETH Zurich, principal autor do artigo principal. “Os cientistas levaram centenas de anos para medir o núcleo da Terra; após as missões Apollo, eles levaram 40 anos para medir o núcleo lunar. O InSight levou apenas dois anos para medir o núcleo de Marte. ”

Procurando Movimentos

Os terremotos que a maioria das pessoas sente se originam de falhas causadas pelo deslocamento das placas tectônicas. Ao contrário da Terra, Marte não tem placas tectônicas; sua crosta é, em vez disso, como um prato gigante. Mas falhas, ou fraturas de rocha, ainda se formam na crosta marciana devido a tensões causadas pelo ligeiro encolhimento do planeta à medida que continua a esfriar.

Os cientistas da InSight passam muito tempo procurando explosões de vibração em sismogramas, onde o menor movimento em uma linha pode representar um terremoto ou, nesse caso, ruído criado pelo vento. Se os movimentos do sismograma seguirem certos padrões conhecidos (e se o vento não estiver soprando ao mesmo tempo), há uma chance de que seja um terremoto.

Os wiggles iniciais são ondas primárias, ou ondas P, que são seguidas por ondas secundárias ou S. Essas ondas também podem aparecer novamente mais tarde no sismograma, após refletir em camadas dentro do planeta.

“O que estamos procurando é um eco”, disse Amir Khan, da ETH Zurich, principal autor do artigo sobre o manto. “Estamos detectando um som direto – o terremoto – e depois ouvindo o eco de um refletor no subsolo.”

Esses ecos podem até mesmo ajudar os cientistas a encontrar mudanças dentro de uma única camada, como as subcamadas dentro da crosta.

“A formação de camadas dentro da crosta é algo que vemos o tempo todo na Terra”, disse Brigitte Knapmeyer-Endrun, da Universidade de Colônia, principal autora do artigo sobre a crosta. “As oscilações de um sismograma podem revelar propriedades como uma mudança na porosidade ou uma camada mais fraturada.”

Uma surpresa é que todos os terremotos mais significativos da InSight parecem ter vindo de uma área, Cerberus Fossae , uma região vulcanicamente ativa o suficiente para que a lava possa ter fluído para lá nos últimos milhões de anos. As sondas em órbita identificaram os rastros de pedras que podem ter rolado por encostas íngremes depois de serem soltas por marsquakes.

Curiosamente, nenhum terremoto foi detectado em regiões vulcânicas mais proeminentes, como Tharsis, lar de três dos maiores vulcões de Marte. Mas é possível que muitos terremotos – incluindo os maiores – estejam ocorrendo e a InSight não consegue detectar. Isso se deve às zonas de sombra causadas pelas ondas sísmicas de refração do núcleo longe de certas áreas, evitando que o eco de um terremoto alcance a InSight.

Esperando pelo Grande

Esses resultados são apenas o começo. Os cientistas agora tem dados concretos para refinar seus modelos de Marte e sua formação, e o SEIS detecta novos marsquakes todos os dias. Enquanto o nível de energia da InSight está sendo gerenciada, seu sismômetro ainda escuta e os cientistas têm esperança de detectar um terremoto maior que 4.0.

“Ainda adoraríamos ver o grande”, disse Mark Panning do JPL, coautor do artigo sobre a crosta. “Temos que fazer um processamento cuidadoso para extrair o que queremos desses dados. Ter um evento maior tornaria tudo isso mais fácil. ”

Esta é uma tradução adaptada de nasa.gov Fontes: nasa.gov/Siencemag.org