Naukowcy od dawna zauważyli, że Mars obraca się z każdym rokiem nieco szybciej, ale przyczyna pozostała nieznana. Nowe badanie opublikowane 18 lutego w Journal of Geophysical Research: Planets sugeruje, że przyczyną może być ogromny, wznoszący się pióropusz skał głęboko pod powierzchnią planety, co podważa nasze zrozumienie chłodzenia planet.
Tajemnica rotacji Marsa
Od lat subtelne, ale mierzalne przyspieszenie rotacji Marsa intryguje badaczy. Chociaż powierzchnia planety wydaje się geologicznie stara, jej wewnętrzne procesy wcale nie są martwe. Przeważająca teoria głosi, że planeta po prostu ochładza się wolniej, niż oczekiwano, ale nowe badania sugerują aktywny mechanizm: „anomalię masy ujemnej” – obszar niezwykle lekkiej materii wznoszący się przez płaszcz Marsa.
Dlaczego to ma znaczenie: Obrót planety to nie tylko prędkość; ujawnia podstawowe procesy. Zrozumienie, dlaczego Mars obraca się szybciej, daje wgląd w rozkład ciepła wewnątrz planety, aktywność geologiczną, a nawet jej długoterminową zdolność do zamieszkania.
Anomalia w kształcie wulkanu
Badania skupiają się na prowincji wulkanicznej Tharsis, kolosalnym regionie rozciągającym się na powierzchni Marsa na długości 5950 kilometrów. W przeciwieństwie do Ziemi, Mars nie posiada aktywnej tektoniki płyt. Zamiast tego jego wulkany rosły przez miliardy lat, gromadząc masywne struktury, ponieważ lawa gromadzi się w jednym miejscu. Lądownik InSight, który od 2018 roku bada wnętrze Marsa, dostarczył kluczowych danych na temat grubości skorupy ziemskiej, które pomogły w badaniach.
Naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe oparte na danych InSight do symulacji struktury podpowierzchniowej, która mogłaby wyjaśnić dominację regionu Tharsis po jednej stronie planety. Modele wskazały na pióropusz materiału o małej gęstości w płaszczu pod Tharsis.
„Anomalia lub lekka masa uniesie się w górę i zderzy się z litosferą Marsa, tworząc kieszenie stopionego materiału, które mogą przenikać przez skorupę i wybuchać w postaci wulkanów” – wyjaśnia Bart Root, główny autor badania.
Od wulkanów do prędkości
Naukowcy sugerują, że ten mniej gęsty pióropusz nie tylko napędza aktywność wulkaniczną; wpływa również na obrót planety. Pomiary wykonane przez lądowniki Viking w latach 70. XX wieku oraz InSight pokazują, że marsjański dzień skraca się o około 70 mikrosekund rocznie, co wskazuje na niewielki, ale stały wzrost prędkości obrotowej.
Zespół przeprowadził symulacje, aby ustalić, czy zmiana masy tej podpowierzchniowej chmury może wyjaśnić obserwowane przyspieszenie. Wyniki pokazują, że lżejszy materiał unoszący się w kierunku równika wymusza cięższą masę w kierunku osi obrotu, przyspieszając obrót – podobnie jak łyżwiarz figurowy przyspiesza, przyciągając ramiona do siebie.
Implikacje dla nauk planetarnych
Odkrycie to ma szersze implikacje. Mars jest mniejszy od Ziemi i naukowcy wcześniej zakładali, że szybko się ochłodzi i stanie się nieaktywny geologicznie. Jeśli jednak pióropusz głębokiego płaszcza może się utrzymywać i powodować aktywność wulkaniczną, mniejsze skaliste światy mogą pozostać aktywne dłużej, niż wcześniej sądzono.
To podważa tradycyjny pogląd na ewolucję planet: Jeśli Mars utrzymuje znaczną ilość ciepła wewnętrznego, sugeruje to, że inne małe planety i księżyce w naszym Układzie Słonecznym i poza nim mogą być bardziej dynamiczne geologicznie, niż nam się wydaje.
Badania trwają, ale odkrycia te mogą zasadniczo zmienić nasze rozumienie wewnętrznych procesów zachodzących na planetach skalistych. Dalsze badania udoskonalą modele i dostarczą bardziej przekonujących dowodów, ale na razie ukryty silnik pod powierzchnią Marsa na nowo definiuje nasze rozumienie Czerwonej Planety.
