stringtranslate.com

Марсвейк

Иллюстрация зоны тени P-волны для Земли. S-волны не проникают во внешнее ядро

Марсотрясение — это землетрясение , которое, как и землетрясение , является сотрясением поверхности или недр планеты. Такие землетрясения могут происходить при сдвиге недр планеты, например, в результате тектоники плит , из-за которой возникает большинство землетрясений на Земле, или, возможно, в горячих точках, таких как гора Олимп или гора Фарсида . Обнаружение и анализ марсотрясений являются информативными для исследования внутренней структуры Марса , а также для потенциального определения того, продолжают ли какие-либо из многочисленных вулканов Марса быть вулканически активными. [1]

Землетрясения наблюдались и хорошо документировались на Луне , и есть свидетельства прошлых землетрясений на Венере . Марсотрясения были впервые обнаружены, но не подтверждены миссией Viking в 1976 году. [2] Марсотрясения были обнаружены и подтверждены миссией InSight в 2019 году. [3] Используя данные и анализ InSight, марсотрясения Viking были подтверждены в 2023 году. [4] Были найдены убедительные доказательства того, что Марс в прошлом был сейсмически более активным, с четкой магнитной полосой над большой областью южного Марса. Магнитная полоса на Земле часто является признаком области особенно тонкой коры, раскалывающейся и расширяющейся, образуя новую землю в медленно разделяющихся разломах ; ярким примером этого является Срединно-Атлантический хребет . Однако в этом регионе не было обнаружено четкого спредингового хребта, что предполагает, что может потребоваться другое, возможно, несейсмическое объяснение.

Предполагается, что система каньонов длиной 4000 км (2500 миль), Долина Маринера , является остатком древнего марсианского сдвигового разлома. [5] Первое подтвержденное сейсмическое событие, исходящее от Долины Маринера, землетрясение магнитудой 4,2, было обнаружено InSight 25 августа 2021 года, что доказывает, что это был активный разлом . [6]

Обнаруживаемость

Внутри Марса Инфографика
Mars InSight Lander (17 мая 2022 г.)

Первые попытки обнаружить сейсмическую активность на Марсе были предприняты в рамках программы Viking с двумя посадочными модулями, Viking 1 и 2 в 1976 году, с сейсмометрами, установленными на верхней части посадочного модуля. Сейсмометр на посадочном модуле Viking 1 потерпел неудачу. Сейсмометр Viking 2 собрал данные за 2100 часов (89 дней) данных за 560 солов, записанных посадочным модулем. [2] [7]

Viking 2 зарегистрировал два возможных марсотрясения на 53-й сол (днем в ветреный период) и 80-й сол (ночью в период слабого ветра). Из-за невозможности отделить движение грунта от ветровых колебаний посадочного модуля и отсутствия других сопутствующих возможных марсотрясений события 53-го и 80-го солов не могли быть подтверждены во время миссии Viking. [7] [8] В то время можно было исключить частые и сильные марсотрясения. [9] Низкая скорость обнаружения и оценки при низкой скорости ветра в месте посадки Viking 2 позволила наложить ограничения на сейсмическую активность на Марсе. [10] [7]

В 2013 году данные миссии InSight (см. ниже) привели к повышению интереса к набору данных Viking, и дальнейший анализ может выявить одну из крупнейших коллекций обнаружений пылевых дьяволов на Марсе . [7] В 2023 году повторная оценка Viking 2 с использованием данных и анализа InSight, а также данных о ветре Viking подтвердила, что два события Viking на 53 и 80 сол были марсотрясениями. [4]

Марс – спускаемый аппарат InSight – сейсмометр (110 сол)

Посадочный модуль InSight Mars , запущенный в мае 2018 года, приземлился на Марсе 26 ноября 2018 года и развернул сейсмометр под названием Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) 19 декабря 2018 года для поиска марсотрясений и анализа внутренней структуры Марса. Даже если не будет обнаружено никаких сейсмических событий, сейсмометр, как ожидается, будет достаточно чувствительным, чтобы обнаружить, возможно, несколько десятков метеоров, вызывающих воздушные взрывы в атмосфере Марса в год, а также удары метеоритов. [11] Он также будет исследовать, как марсианская кора и мантия реагируют на последствия ударов метеоритов, что дает подсказки о внутренней структуре планеты. [12] [13] [14]

Иллюстрация в разрезе, показывающая сейсмометр InSight под белым лобовым стеклом.

Слабый сейсмический сигнал, предположительно небольшой марсотрясение, был измерен и зарегистрирован посадочным модулем InSight 6 апреля 2019 года. [15] Сейсмометр посадочного модуля обнаружил колебания грунта, в то время как три различных вида звуков были зарегистрированы, по данным NASA. Три других события были зарегистрированы 14 марта, 10 апреля и 11 апреля, но эти сигналы были еще меньше и более неоднозначны по происхождению, что затрудняло определение их причины. [16] [17]

Марс – Моделирование сейсмических волн (художническая концепция; 2019)
Марс – InSight Lander – Сейсмическое событие ( АудиоВидеоФайл ; 128-й день; 6 апреля 2019 г.)

4 мая 2022 года сейсмометр на посадочном модуле InSight зафиксировал крупное марсотрясение магнитудой 5 баллов . [18] В октябре 2023 года были опубликованы результаты совместного международного проекта по сканированию поверхности Марса на предмет нового ударного кратера, образовавшегося во время сейсмического события 4 мая 2022 года, известного как S1222a. Было подсчитано, что кратер диаметром не менее 300 м будет создан для создания сейсмических волн, которые отражались вокруг планеты в течение шести часов. Обзор спутниковых снимков с пяти различных орбитальных аппаратов пришел к выводу, что событие не было результатом ударного события. [19]

Обнаружено землетрясение на Марсе (4 мая 2022 г.)

Возможные естественные сейсмические события

Несмотря на недостатки, связанные со значительными помехами от ветра, на 80-м соле миссии посадочного модуля Viking 2 (примерно 23 ноября 1976 года) бортовой сейсмометр обнаружил необычное событие ускорения в период относительно низкой скорости ветра. На основании особенностей сигнала и предположения, что кора Марса ведет себя подобно земной коре вблизи места испытаний посадочного модуля в Южной Калифорнии, событие было оценено как имеющее магнитуду Рихтера 2,7 на расстоянии примерно 110 километров. [2] Однако скорость ветра была измерена только за 20 минут до этого и 45 минут спустя и составила 2,6 и 3,6 метра в секунду соответственно. Хотя для возникновения события потребовался бы внезапный порыв ветра скоростью 16 м/с, его нельзя было полностью исключить. [20] Событие 80-го сола было позже идентифицировано как марсотрясение. [4] Более раннее событие 53-го сола изначально вызвало большой интерес как возможное марсотрясение, но было связано с ветром и не рассматривалось далее. [2] После переоценки события 80-го сола как марсотрясения, переоценка события 53-го сола показала, что оно было уникальным среди всех дневных зарегистрированных волновых форм Viking и единственным с волновой формой с быстрым временем нарастания и длительностью, похожей на 80-й солу. Следовательно, 53-й сола был идентифицирован как марсотрясение. Сравнение событий Viking с событиями InSight с использованием технологий с разницей в 43 года является сложной задачей, но сравнение двух событий Viking с некоторыми событиями InSight показало, что сходство волновых форм было разумным. [4]

На 128-м соле миссии посадочного модуля InSight сейсмический эксперимент по внутренней структуре (SEIS) обнаружил одно сейсмическое событие магнитудой 1–2 6 апреля 2019 года. [21] Три других неподтвержденных кандидата на сейсмические события были обнаружены 14 марта, 10 апреля и 11 апреля 2019 года. Землетрясение похоже на лунотрясения, обнаруженные во время программы Apollo. Оно могло быть вызвано активностью внутри планеты или падением метеорита на поверхность. Считалось, что эпицентр находился в пределах 100 км от посадочного модуля. По состоянию на 30 сентября 2019 года SEIS сообщил о 450 событиях различных типов. [22]

Экспериментальные (искусственные) сейсмические явления

Марсоход NASA Perseverance будет действовать как сейсмический источник известной временной и пространственной локализации, когда он приземлится на поверхность. Посадочный модуль InSight оценит, будут ли сигналы, произведенные этим событием, обнаруживаться на расстоянии 3452 км. [23]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Корней, Кэтрин (22 января 2022 г.). «Прыгающие валуны указывают на землетрясения на Марсе — преобладание следов валунов на красной планете может быть свидетельством недавней сейсмической активности». The New York Times . Получено 22 января 2022 г.
  2. ^ abcd Андерсон, Дон Л.; Миллер, У. Ф.; Латам, Г. В.; Накамура, И.; Токсоз, М. Н.; Дейнти, М. Н.; Дюннебир, ФК; Лазаревич, А. Р.; Ковач, Р. Л.; Найт, ТКД (30 сентября 1977 г.). "Сейсмология на Марсе". Журнал геофизических исследований . 82 (28): 22. doi :10.1029/JS082i028p04524 – через Американский геофизический союз.
  3. ^ Грейсиус, Тони (01.04.2021). «NASA's InSight обнаружил два крупных землетрясения на Марсе». NASA . Получено 24.07.2021 .
  4. ^ abcd Лазаревич, Эндрю Р. (10 июля 2023 г.). «Марсотрясения викингов 1976 г. — сейсмическая археология». Журнал геофизических исследований: Планеты . 128 (e2022JE007660): 20. doi :10.1029/2022JE007660. S2CID  259927674 — через Американский геофизический союз.
  5. ^ Инь, А. (4 июня 2012 г.). «Структурный анализ зоны разлома Долины Маринера: возможные доказательства крупномасштабного сдвигового разломообразования на Марсе». Литосфера . 4 (4): 286–330. Bibcode : 2012Lsphe...4..286Y. doi : 10.1130/L192.1 .
  6. ^ «Два крупнейших на сегодняшний день марсотрясения зарегистрированы с дальней стороны планеты». Сейсмологическое общество Америки (пресс-релиз). SpaceRef. 26 апреля 2022 г. Получено 26 апреля 2022 г.
  7. ^ abcd Лоренц, Ральф Д.; Накамура, Йосио (2013). "Запись сейсмометра Viking: восстановление данных и поиск пылевых вихрей" (PDF) . 44-я конференция по наукам о Луне и планетах (2013) (1719): 1178. Bibcode :2013LPI....44.1178L . Получено 24.04.2019 .
  8. ^ Грейсиус, Тони (28 марта 2018 г.). «Марсотрясения могут встряхнуть планетарную науку». NASA . NASA. Лаборатория реактивного движения . Получено 21 ноября 2018 г. .
  9. ^ Лоренц, Ральф Д.; Накамура, Йосио; Мерфи, Джеймс Р. (ноябрь 2017 г.). «Измерения сейсмометра Viking-2 на Марсе: архив данных PDS и метеорологические приложения». Earth and Space Science . 4 (11): 681–688. Bibcode :2017E&SS....4..681L. doi : 10.1002/2017EA000306 .
  10. ^ Goins, NR; Lazarewicz, AR (май 1979). «Марсианская сейсмичность». Geophysical Research Letters . 6 (7): 3. doi :10.1029/GL006i005p00368 – через Американский геофизический союз.
  11. ^ Стеванович, Дж.; Тинби, Н.А.; Вуки, Дж.; Селби, Н.; Добар, И.Дж.; Вобайон, Дж.; Гарсия, Р. (9 января 2017 г.). «Воздушные взрывы болидов как источник сейсмической активности для миссии InSight 2018 года на Марс». Space Science Reviews . 211 (1–4): 525–545. Bibcode : 2017SSRv..211..525S. doi : 10.1007/s11214-016-0327-3. S2CID  125102926.
  12. ^ "NASA и Французское космическое агентство подписали соглашение о миссии на Марс" (пресс-релиз). NASA. 10 февраля 2014 г. Получено 11 февраля 2014 г.
  13. ^ Бойл, Ребекка (4 июня 2015 г.). «Прослушивание метеоритов, падающих на Марс, расскажет нам, что находится внутри». New Scientist . Получено 5 июня 2015 г.
  14. ^ Кумар, Сунил (1 сентября 2006 г.). Проектирование и разработка кремниевого микросейсмометра (PDF) (Ph.D.). Имперский колледж Лондона. Архивировано из оригинала (PDF) 10 июня 2016 г. Получено 15 июля 2015 г.
  15. ^ Witze, Alexandra (24 апреля 2019 г.). «First "Marsquake" Detected on Red Planet». Scientific American . Получено 25 апреля 2019 г. .
  16. ^ Браун, Дуэйн; Джонсон, Алана; Гуд, Эндрю (23 апреля 2019 г.). «NASA's InSight обнаружил первое вероятное «землетрясение» на Марсе». NASA . Получено 23 апреля 2019 г. .
  17. ^ Бартельс, Меган (23 апреля 2019 г.). «Марсотрясение! Посадочный модуль InSight от NASA почувствовал свой первый дрожь на Красной планете». Space.com . Получено 23 апреля 2019 г. .
  18. ↑ Good, Andrew; Fox, Karen; Johnson, Alana (9 мая 2022 г.). «NASA's InSight зафиксировал чудовищное землетрясение на Марсе». NASA . Получено 10 мая 2022 г. .
  19. ^ "Раскрыт источник самого большого землетрясения на Марсе". ScienceDaily . Архивировано из оригинала 18 октября 2023 г. Получено 23 октября 2023 г.
  20. ^ Лоренц, Ральф Д.; Накамура, Йосио; Мерфи, Джеймс Р. (ноябрь 2017 г.). «Измерения сейсмометра Viking-2 на Марсе: архив данных PDS и метеорологические приложения». Earth and Space Science . 4 (11): 681–688. Bibcode :2017E&SS....4..681L. doi : 10.1002/2017ea000306 . ISSN  2333-5084.
  21. ^ Амос, Джонатан (23 апреля 2019 г.). «NASA Lander „обнаруживает первое марсотрясение“». BBC . Получено 6 августа 2019 г. .
  22. ^ Банердт, В. Брюс; Смрекар, Сюзанна Э.; Банфилд, Дон; Джардини, Доменико; Голомбек, Мэтью; Джонсон, Кэтрин Л.; Логнонне, Филипп; Спига, Эмерик; Спон, Тилман; Перрен, Клеман; Штелер, Саймон К. (март 2020 г.). «Первые результаты миссии InSight на Марсе». Nature Geoscience . 13 (3): 183–189. Bibcode :2020NatGe..13..183B. doi :10.1038/s41561-020-0544-y. ISSN  1752-0894. S2CID  211266334.
  23. ^ Фернандо, Бенджамин; Вуйчицка, Наталия; Марушка, Фроман; Магуайр, Росс; Штелер, Саймон; Ролланд, Люси]; Коллинз, Гарет; Каратекин, Озгур; Лармат, Карен; Сэнсом, Элеанор; Тианби, Николас; Спига, Эмерик; Каракостас, Фойвос; Ленг, Куангдай; Ниссен-Майер, Тарье; Кавамура, Таичи; Джардини, Доменико; Логнонне, Филипп; Банердт, Брюс; Добар, Ингрид (апрель 2021 г.). «Прослушивание посадки: сейсмические обнаружения прибытия Perseverance на Марс с помощью InSight». Наука о Земле и космосе . 8 (4). doi : 10.1029/2020EA001585 . hdl : 20.500.11937/90005 . ISSN  2333-5084.

Внешние ссылки