دانشمندان بالاخره توانستند از ساختار لایه‌های زیر سطح مریخ سر دربیاورند. این پژوهش، نخستین تحقیقی به شمار می‌‌رود که در جریان آن، بشر توانسته است فراتر از سیاره خودمان، نقشه‌برداری از ساختار درونی یک سیاره دیگر را آغاز کند. تحقیق جدید بر داده‌هایی استوار است که از ماموریت «این‌سایت» (InSight) ناسا به دست آمده است. «این‌سایت» ربات سطح‌نشینی است که در جست‌وجوی «مریخ‌لرزه‌ها»یی بوده است که در سراسر سطح این سیاره رخ می‌دهند. محققان با استفاده از اطلاعات مربوط به این لرزه‌ها می‌توانند دریابند که در زیر سطح مریخ چه وضعیتی می‌تواند پنهان باشد.

بر اساس برآوردهای یک تیم بین‌المللی به سرپرستی دکتر «برگیت کناپمایر-اندرون»، زمین‌شناس در موسسه زمین‌‌شناسی و معدن‌شناسی دانشگاه کلن، و دکتر «مارک پنینگ»، از آزمایشگاه پیش‌رانش جت و موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک)، پوسته مریخ در زیر محدوده فرود «این‌سایت» تقریبا در حدود ۲۰ کیلومتر یا ۳۹ کیلومتر ضخامت دارد.

مطالعه و بررسی لایه‌های درونی سیارات، شامل پوسته، گوشته (جُبّه) و هسته، می‌تواند نکته کلیدی در فهم چگونگی تشکیل و تکامل سیارات باشد، و نیز از هر گونه فعالیت تکتونیک و ژئومغناطیس آن‌ها پرده بردارد.

قسمت‌های داخلی عمیق سیارات را می‌توان با اندازه‌گیری امواجی که بر اثر ارتعاشاتی، از جمله زلزله‌ها، ایجاد می‌شوند، واکاوید. ویژگی‌های درونی زمین نیز با چنین روشی بررسی و نقشه برداری شده‌اند.

تا پیش از این، تنها می‌شد اختلاف نسبی در ضخامت مریخ را تخمین زد و برای به دست آوردن ضخامت مطلق، به فرض‌های اضافی نیاز بود. بسته به آن که برای محاسبه از کدام فرضیه‌ها استفاده می‌شد، آن مقادیر پراکنده و دارای اختلاف زیادی بودند. 

لرزه‌شناسی، این فرضیات را با اندازه‌گیری‌های مستقیم در محوطه فرود جایگزین می‌کند و بر آن اساس، ضخامت لایه‌های کل سیاره را درجه‌بندی می‌کند. داده‌های مستقل همچنین به محققان امکان می‌دهد که چگالی پوسته را تخمین بزنند. دکتر«کناپمایر-اندرون»، نویسنده اصلی این مقاله که در ژورنال «ساینس» منتشر شده است، می‌گوید: «چیزی که لرزه‌شناسی می‌‌تواند اندازه‌گیری کند، عمدتا تفاوت در سرعت است؛ تفاوت‌هایی در انتشار سرعت امواج لرزه‌ها در مواد مختلف وجود دارد.» «بسیار شبیه به اپتیک (نورشناسی)، می‌توانیم پدیده‌هایی، از جمله بازتاب و انکسار (شکست نور) را مشاهده کنیم.» «در مورد پوسته، همچنین از واقعیت بهره می‌گیریم که پوسته و گوشته (جُبّه) از سنگ‌های مختلفی ساخته شده‌اند و گونه‌ای پرش و تغییر ناگهانی سرعت میان آن‌ها مشاهده می‌‌شود.»

ساختار پوسته را می توان بر اساس این تغییرات ناگهانی به شکل دقیق تعیین کرد. بر اساس داده‌ها در محوطه فرود «این‌سایت»، لایه بالایی (با حاشیه خطای دو کیلومتر در هر دو سو) در حدود هشت کیلومتر ضخامت دارد. در زیر آن، لایه دیگری به ضخامت حدود ۲۰ کیلومتر (با حاشیه خطای پنج کیلومتر) ادامه می‌یابد. دکتر«کناپمایر-اندرون» می‌گوید: «احتمال می‌دهیم که گوشته، از زیر این لایه آغاز می‌شود، که حتی در مقایسه با پوسته قارّه‌ای در زمین، بیانگر وجود پوسته‌ای است به گونه‌‌ای شگفت‌آور نازک.» «برای مثال، پوسته زمین در زیر کلن ، در حدود ۳۰ کیلومتر ضخامت دارد.»

در مریخ، لایه سومی وجود دارد که باعث می‌شود پوسته خاک در زیر محوطه فرود در حدود ۳۹ کیلومتر (با حاشیه خطای هشت کیلومتر) ضخامت داشته باشد. متخصصان می‌گویند این نکته با یافته‌های پیشین سازگار است، اما سیگنال‌های این لایه برای مطابقت با داده‌های موجود ضروری نیستند. در هر دو مورد، این احتمال که تمامی پوسته از یک نوع ماده ساخته شده باشد (همان نوع ماده‌ای که دانشمندان از بررسی‌های سطح و شهاب سنگ‌های مریخ می‌شناسند) برای دانشمندان نادیده‌گرفتنی نیست. 

این داده‌ها نشان می‌دهند که بالاترین لایه، به طرز نامنتظره‌ای از یک سنگ متخلخل (خلل وفرج‌دار) ساخته شده است. در اعماق بیشتر، ممکن است جز بازالت‌هایی که بر سطح دیده می‌شوند، انواع دیگری از سنگ‌ها نیز وجود داشته باشند.

فقط یک سنجش مستقل از ضخامت پوسته در محوطه فرود «این‌سایت»، برای نقشه‌برداری پوسته در سراسر سیاره کافی است. اندازه‌گیری‌هایی که ماهواره‌های پیرامون مریخ انجام می‌دهند، تصاویر بسیار واضحی از میدان گرانشی این سیاره به دست می‌دهند و این امر به دانشمندان امکان می‌دهد که تفاوت نسبی در ضخامت پوسته را با اندازه‌گیری‌های محوطه فرود مقایسه کنند. سپس ترکیب و تلفیق این داده‌ها، به تهیه یک نقشه دقیق می‌انجامد. داده‌های مربوط به ساختار کنونی مریخ همچنین می‌تواند اطلاعاتی در خصوص نحوه تکامل این سیاره در اختیار دانشمندان بگذارد.

در یک مطالعه جداگانه، «سیمون اشتاهلر» از موسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH) و همکارانش، برای بررسی هسته این سیاره از سیگنال‌های ضعیف لرزه‌های بازتاب داده شده از مرز هسته-گوشته مریخ استفاده کردند. آنان دریافتند که هسته مایع فلزی نسبتا بزرگِ [مریخ]، شعاعی برابر با حدود ۱۸۳۰ کیلومتر دارد و تقریبا از میانه بین سطح و مرکز این سیاره آغاز می‌شود. این امر نشان می‌دهد که گوشته فقط از یک لایه سنگی تشکیل شده است، نه مانند زمین از دو لایه.

این یافته‌ها نشان می‌دهند که هسته آهن-نیکل، کم‌چگال‌تر از آن است که پیش از این تصور می شد و با عناصر سبک‌تری پر شده است.

 گزارش تکمیلی از پرس اسوسیشن