Mesmo com tudo o que aprendemos sobre Marte nas últimas décadas, o planeta ainda é misterioso. A maior parte do mistério gira em torno da vida e se o planeta já apoiou algum. Mas o planeta nos brinca com mais mistérios fundamentais.
Um desses mistérios é a dicotomia marciana: por que os hemisférios norte e sul do planeta são tão diferentes?
Por alguma razão, o hemisfério sul de Marte é predominantemente nas terras altas e tem uma elevação mais alta que o hemisfério norte – cerca de 5 km (3 mi) mais alto. O sul também tem uma crosta mais espessa, é mais antiga e é coberta de crateras.
O hemisfério norte é uma vasta e lisa lisa, com uma crosta mais fina e menos crateras. Também é menos magnetizado que o sul.
Os cientistas estão intrigantes sobre essa dicotomia e propuseram diferentes razões para ela. Uma teoria líder envolve um impacto maciço. Alguns pesquisadores que usam modelagem geofísica sugeriram que um corpo de tamanho de plutão atingiu Marte no início de sua história. O impacto poderia ter criado as planícies do norte como uma bacia de impacto gigantesca.
Outros pesquisadores propuseram que os processos internos (endogênicos) do planeta criassem a dicotomia. A placa tectônica ou a convecção do manto poderia estar por trás disso.
De qualquer maneira, a dicotomia é fundamental para a compreensão de Marte. Não podemos entender a evolução do planeta sem revelar o mistério por trás da dicotomia. É por isso que a NASA e o DLR lançaram o Insight Landerque chegou à superfície marciana em novembro de 2018.
O nome do lander significa exploração de interiores usando investigações sísmicas, geodesiae transporte de calor. Entre seus instrumentos estava Seis, o Experiência sísmica para estrutura interior. Seis ajudou os cientistas a entender melhor Marsquakes, detectando e medindo centenas deles. Também os ajudou a medir a espessura da crosta e investigar o manto. Os dados do Insight também os ajudaram a restringir o tamanho do núcleo de Marte.
Os cientistas ainda estão trabalhando com os dados do Insight e uma nova carta de pesquisa publicada nas cartas de pesquisa geofísica da AGU sugere que a convecção de Marte está por trás da dicotomia marciana. É intitulado “Restrições sobre a origem da dicotomia marciana do Southern Highlands Marsquakes. ” Os autores são Weijia Sun da Academia Chinesa de Ciências e Professor e Geofísico Hrvoje Tkalcic da Universidade Nacional da Austrália.
Os autores declaram a dicotomia marciana em termos claros: “A dicotomia hemisférica marciana é delineada por diferenças significativas na elevação e espessura da crosta entre as planícies do norte e as montanhas do sul”. A diferença de altitude é aproximadamente igual à altura das montanhas mais altas do mundo.
Esta pesquisa é baseada em um aglomerado de Marsquakes na região de Terra Cimmeria, no sul das terras altas. “Analisamos dados da forma de onda dos chamados Marsquakes de baixa frequência capturados pelo sismógrafo Insight da NASA em Marte”, disse o professor Tkalcic. “Ao fazer isso, localizamos um aglomerado de seis Marsquages detectados anteriormente, mas não localizados nas montanhas do sul do planeta, na região de Terra Cimmeria”.
Esses terremotos deram aos pesquisadores novos dados sísmicos de regiões anteriormente não estudadas, o que é significativo porque lhes permite comparar os dados com dados sísmicos de outras regiões, especialmente do Cerberus fossae região nas planícies do norte.
Cerberus Fossae é uma série de fissuras quase paralelas em Marte. Os cientistas pensam que foram criados pelos vulcões de Tharsis a leste e o eLysium a oeste.
Os pesquisadores trabalharam com os dados sísmicos do Insight e melhoraram a relação sinal / ruído. Essa melhoria lhes permitiu identificar os locais dos Marsquakes. “Aqui, melhoramos os índices de sinal / ruído e determinamos os locais dos Marsquakes de baixa frequência registrados durante a missão Insight. Encontramos um novo aglomerado de Marsquakes em Terra Cimmeria, Southern Highlands, além daqueles anteriormente localizados em Cerberus Fossae, no norte das terras baixas ”, escrevem eles.
Os pesquisadores usaram o que é chamado de método de razão espectral para determinar a qualidade das ondas. Nesse contexto, a qualidade refere -se à rapidez com que as ondas sísmicas perdem energia enquanto viajam pelo interior marciano. É expresso como um valor para ‘Q’, que era diferente entre a região de Cerberus Fossae e a região de Terra Cimmeria.
“Usando o método da razão espectral, estimamos o fator de qualidade q na faixa 481-543 para terra cimmeria versus 800-2.000 determinados para Cerberus fossae”, explicam os pesquisadores. Um Q mais alto na Terra Cimmeria do sul de Highlands indica que as ondas sísmicas lá “atenuam” ou perdem energia mais rapidamente.
Uma diferença tão grande em Q entre as regiões indica que as subsuperficas são substancialmente diferentes uma da outra. A temperatura e a convecção do manto podem ser a chave. “A diferença de atenuação pode estar ligada às diferenças de temperatura entre os dois hemisférios, juntamente com convecção mais vigorosa sob as terras altas do sul”, afirma o artigo.
“Os dados desses Marsquakes, quando comparados com os bem documentados Marsquakes do Hemisfério Norte, revelam como o hemisfério sul do planeta é significativamente mais quente em comparação com seu hemisfério norte”, disse o professor Tkalcic. “Entender se a convecção está ocorrendo oferece pistas sobre como Marte evoluiu para seu estado atual ao longo de bilhões de anos”.
O objetivo principal dos pesquisadores no estudo da dicotomia marciana tem sido determinar se processos ou eventos endogênicos ou exogênicos são responsáveis. No entanto, a teoria do impacto é dificultada pelo tempo. Existem restrições geocronológicas significativas para impactos gigantes em Marte. Os dados da cratera, a distribuição mineral e a presença de canais fluviais conflitam com a hipótese do impacto, que a maioria dos pesquisadores sugere ter acontecido no início da história do sistema solar.
“Essas observações sismológicas, juntamente com as restrições geocronológicas de impactos gigantes, reforçam a hipótese” endogênica “de que a convecção do manto causa a dicotomia crustal”, explicam eles.
Este número da carta de pesquisa ilustra alguns dos resultados. Ele mostra a origem endogênica da dicotomia marciana de observações sismológicas. “Embora outros mecanismos possam contribuir para a atenuação (deslocamentos, derretimento, efeitos de pré-misc), inferimos que a diferença de atenuação observada decorre principalmente da diferença de temperatura”, escrevem os autores. “Nossa interpretação Essas descobertas são uma inovação para entender a dicotomia marciana? Possivelmente. Comparado às nossas probabilidades sísmicas do interior da Terra, Marte é praticamente não descoberto.
“Na Terra, temos milhares de estações sísmicas espalhadas pelo planeta. Mas em Marte, temos uma única estação, então o desafio é determinar a localização desses Marsquakes quando você tem apenas um único instrumento ”, disse o professor Tkalcic.
Parece que os pesquisadores enfrentaram esse desafio.
“Esses achados, apoiados pela análise geoquímica dos meteoritos marcianos, fornecem observações sismológicas in situ valiosas que apóiam a hipótese” endogênica “, sugerindo que a convecção do manto desempenha um papel crucial na formação da dicotomia crustal marciana”, explica os autores.
