Escutar os estremecimentos e gemidos que ecoam no fundo de mundos alienígenas como Marte e a lua está revelando o que está bem abaixo de suas superfícies e pode nos ensinar mais sobre como nosso próprio planeta se formou.

Na terra, podemos sentir e ver os resultados muitas vezes assustadores das placas tectônicas movendo-se sob nossos pés. Enquanto eles moem juntos, eles geram terremotos que produzem ondas sísmicas que reverberam através de camadas de rocha, magma e metal nas profundezas do nosso planeta.

Os cientistas podem monitorar essas ondas sísmicas usando uma variedade de instrumentos que captam até mesmo vibrações fracas que passam pela crosta e núcleo da Terra. Estudar como o comportamento dessas ondas muda à medida que passam pelo interior do nosso planeta, revela detalhes sobre o que existe nas profundezas da Terra, longe de nossa vista.

Mas a Terra não é o único lugar em nosso sistema solar que experimenta atividade sísmica. Tanto Marte quanto a lua também experimentam terremotos - embora por razões diferentes das aqui na Terra. Sismômetros implantados na lua e, mais recentemente, em Marte, estão permitindo que os pesquisadores investiguem os interiores desses dois mundos distantes.

Os resultados mostram que, enquanto na superfície da Terra, Marte e a lua não são iguais, abaixo dele, eles têm mais em comum do que se poderia suspeitar, mas com algumas diferenças marcantes.

Moonquakes

Moonquakes - como são conhecidos na lua - são produzidos como resultado de meteoróides atingindo a superfície ou pela atração gravitacional da Terra comprimindo e esticando o interior da lua, de forma semelhante à força das marés da lua nos oceanos da Terra. Conforme o interior lunar esfria, também está fazendo a lua encolher e murchar como uma passa, causando outros terremotos à medida que a crosta se dobra e se quebra. O calor do sol também pode produzir tremores térmicos devido à diferença de temperatura na crosta lunar quando a lua emerge de sua noite.

Cinco sismômetros foram implantados na lua, deixada por astronautas durante as missões Apollo entre 1969 e 1972. O primeiro sismômetro lunar foi instalado por Neil Armstrong e Buzz Aldrin na missão Apollo 11. Depois de implantar o instrumento, Aldrin pisou na superfície lunar para verificar se estava funcionando - com o instrumento captando as ondas produzidas por seu pé.

Os outros quatro sismômetros foram deixados por missões subsequentes e foram operados até 1977, cinco anos depois que os astronautas finais da Apollo pisaram na superfície lunar. Mas cerca de 43 anos depois, seus dados ainda estão sendo examinados por cientistas.

SeisMo é um projeto que recentemente reanalisou os dados. "Estávamos tentando aplicar uma técnica que é muito usada na Terra, "disse a Dra. Ceri Nunn, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA na Califórnia, NÓS, o cientista-chefe do projeto. "Se você correlacionar o ruído entre as estações, você pode realmente ver as ondas viajando entre eles. A primeira estação é uma fonte, e a segunda estação é um receptor. "

Infelizmente, O Dr. Nunn não foi capaz de captar padrões semelhantes nos dados da lua. Mas essa falha revelou algo mais sobre a lua, ou seja, que ela não parece ter ondas de superfície, que ficam presos nas camadas superiores de rocha e ricocheteiam. "Essa onda não parece existir na lua, "disse o Dr. Nunn.

Isso sugere que a camada superior da superfície da lua é provavelmente altamente fraturada, e até 100 quilômetros de espessura, ambos perturbam o movimento das ondas sísmicas na superfície. "Esta camada altamente fraturada está mudando a forma como as ondas sísmicas se comportam, "disse o Dr. Nunn.

Atualmente não há sismômetros ativos na lua. Mas há propostas para enviar novos sismômetros de volta à superfície lunar em missões futuras.

"Estamos interessados ​​em usar sismômetros muito menores, possivelmente sendo entregue por penetradores, que são quase como objetos em forma de míssil, "disse o Dr. Nunn." Você coloca um sismômetro muito pequeno na parte de trás e depois os lança de uma sonda descendente ou diretamente da Terra. "

Perguntas

Colocar novos sismômetros na lua pode responder a várias questões pendentes, por exemplo, porque existem grandes diferenças estruturais entre o lado próximo da lua que aponta para nós e o lado oposto que aponta para longe.

'(Isso pode estar) relacionado à estrutura interna, "disse o Dr. Nunn." Há uma teoria (a lua) foi atingida novamente após ser formada por outra lua, e é por isso que você obtém essa assimetria estranha. Explorar a estrutura interna seria interessante. E, além disso, gostaríamos de restringir a espessura do núcleo. "

Entender isso pode ajudar a provar teorias sobre como esses primeiros, impactos cataclísmicos na época em que a Terra e a lua estavam se formando ajudaram a determinar as estruturas que eles têm hoje.

Em Marte, Contudo, as coisas são um pouco diferentes. Marsquakes não são produzidos por interações de marés, mas pelo resfriamento e contração do planeta, produzindo tensões profundas. Acredita-se que os impactos de meteoróides também desempenham um papel, assim como na lua, enviando ondas sísmicas ao redor do planeta.

A existência de marsquakes nunca foi provada até que os pesquisadores pousaram um sismômetro no planeta vermelho em 2018 como parte da missão InSight da NASA. A sonda InSight Mars detectou o primeiro marsquake definitivo em 6 de abril de 2019 usando seu instrumento Sismic Experiment for Interior Structure (SEIS), que foi gentilmente colocado na superfície pelo braço robótico do módulo de pouso logo após a aterrissagem em 26 de novembro de 2018. Desde então, cerca de 500 eventos subsequentes também foram detectados.

Atividade vulcânica

Embora a maioria dos marsquakes tenha sido relativamente pequena, alguns deles foram grandes o suficiente - quase equivalente a um terremoto de magnitude 4 - para serem rastreados até sua origem, uma área conhecida como Cerberus Fossae, cerca de 1, 600 quilômetros a leste de InSight. Pensa-se que os terremotos estão sendo causados ​​pelo acúmulo de estresse à medida que as fraturas na crosta marciana são esticadas, possivelmente por atividade vulcânica.

Enquanto os terremotos maiores parecem originar-se do manto abaixo da crosta marciana, acredita-se que os marsquakes menores começam na própria crosta. A velocidade das ondas sísmicas na crosta marciana superior, Contudo, nos primeiros oito a 11 quilômetros, parece ser cerca de 50% menor do que em rochas semelhantes na Terra.

Os pesquisadores que fazem parte do projeto GeoInSight têm estudado a geologia da superfície ao redor do local de pouso do InSight para entender mais sobre o que pode estar acontecendo. Eles usaram imagens e dados do Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA para estudar a área de Elysium Planitia antes da chegada do InSight.

As imagens revelaram que existem fluxos de lava 200 a 300 metros abaixo da sonda, de acordo com o Dr. Lu Pan da Universidade de Copenhagen, Dinamarca, o coordenador do projeto no GeoInsight. "Mas, sob esses fluxos de lava, temos rochas sedimentares e rochas com argila a alguns quilômetros de profundidade, " ela disse.

Esta estratificação é uma explicação para a velocidade mais baixa das ondas sísmicas, diz o Dr. Pan, porque as rochas sedimentares têm uma alta porosidade que pode desacelerar as ondas. Outra possibilidade é que a crosta superior tenha sido fortemente danificada e fraturada por impactos de meteoritos e outros processos, produzindo mais resistência para as ondas.

As descobertas também têm implicações para alguns dos outros resultados do InSight, observou o Dr. Pan. "Por exemplo, uma das descobertas empolgantes do InSight foi o campo magnético, (que foi) dez vezes mais do que observamos em órbita, "disse ela." Tendo estabelecido a estratigrafia (a estratificação das rochas), poderíamos ajudar a colocar algumas restrições sobre a origem do campo magnético - a estratigrafia de antes de 3,9 bilhões de anos (atrás). "

Cantarolando

Enquanto o InSight continuará a sondar o interior de Marte com seu instrumento SEIS, os cientistas também estão ansiosos para desvendar o mistério de uma leitura estranha que vem captando.

"Há esse zumbido em uma frequência específica que ocorre quando há outro evento, "disse o Dr. Pan." Nós realmente não entendemos o que é. Às vezes, quando há um terremoto, vemos que o zumbido vem depois. Na verdade, não temos um bom análogo na Terra. "

Enquanto o InSight e seus instrumentos ouvem o funcionamento interno do planeta vermelho, pode ajudar a revelar a origem desse zumbido e revelar o que realmente existe dentro deste mundo estranho.