Les scientifiques utilisent un balayage planétaire profond pour confirmer le noyau martien

La méthode de balayage, qui fonctionne de manière similaire à une échographie utilisant des ondes sonores pour générer des images du corps d’un patient, ne nécessite qu’un seul sismomètre à la surface d’une planète pour fonctionner. Il peut également être utilisé pour confirmer la taille du noyau d’une planète. La recherche est publiée dans Astronomie naturelle.

En utilisant le modèle ANU pour scanner l’intégralité de l’intérieur de Mars, les chercheurs ont confirmé que la planète rouge avait un grand noyau en son centre – une théorie confirmée pour la première fois par une équipe de scientifiques en 2021.

Le co-auteur de l’étude, le professeur Hrvoje Tkalčić, de l’ANU, a déclaré que sur la base des données collectées à l’aide de la technique ANU, les chercheurs ont déterminé que le noyau martien, qui est plus petit que celui de la Terre, mesure environ 3 620 kilomètres de diamètre.

“Notre recherche présente une méthode innovante utilisant un seul instrument pour scanner l’intérieur de n’importe quelle planète d’une manière qui n’a jamais été faite auparavant”, a-t-il déclaré.

Confirmer l’existence d’un noyau planétaire, que les chercheurs appellent la “salle des machines” de toutes les planètes, peut aider les scientifiques à en savoir plus sur le passé et l’évolution d’une planète. Cela peut également aider les scientifiques à déterminer à quel moment de l’histoire d’une planète un champ magnétique s’est formé et a cessé d’exister.

Le noyau joue un rôle actif dans le maintien du champ magnétique d’une planète. Dans le cas de Mars, cela pourrait aider à expliquer pourquoi, contrairement à la Terre, la planète rouge n’a plus de champ magnétique, ce qui est essentiel au maintien de toutes les formes de vie.

“La modélisation suggère que le noyau martien est liquide et bien qu’il soit composé principalement de fer et de nickel, il pourrait également contenir des traces d’éléments plus légers tels que l’hydrogène et le soufre. Ces éléments peuvent altérer la capacité du noyau à transporter la chaleur”, explique le chercheur. a déclaré l’auteur, le Dr Sheng Wang, qui est également de l’ANU.

“Un champ magnétique est important car il nous protège du rayonnement cosmique, c’est pourquoi la vie sur Terre est possible.”

À l’aide d’un seul sismomètre à la surface de Mars, l’équipe de l’ANU a mesuré des types spécifiques d’ondes sismiques. Les ondes sismiques, qui ont été déclenchées par des tremblements de terre, émettent un spectre de signaux, ou “échos”, qui changent au fil du temps lorsqu’ils se répercutent dans tout l’intérieur martien.

Ces ondes sismiques traversent et rebondissent sur le noyau martien.

Le professeur Tkalčić a déclaré que les chercheurs s’intéressent aux signaux “tardifs” et “plus faibles” qui peuvent survivre des heures après avoir été émis par des tremblements de terre, des impacts de météorites et d’autres sources.

“Bien que ces signaux tardifs semblent être bruyants et inutiles, la similitude entre ces signaux faibles enregistrés à divers endroits sur Mars se manifeste comme un nouveau signal qui révèle la présence d’un gros noyau dans le cœur de la planète rouge”, a déclaré le professeur Tkalčić.

“Nous pouvons déterminer la distance parcourue par ces ondes sismiques pour atteindre le noyau martien, mais aussi la vitesse à laquelle elles traversent l’intérieur de Mars. Ces données nous aident à faire des estimations sur la taille du noyau de Mars.”

Les chercheurs affirment que leur méthode consistant à utiliser un seul sismomètre pour confirmer la présence d’un noyau planétaire est également une “solution rentable”.

“Il y a une seule station sismique sur Mars. Il y en avait quatre sur la Lune dans les années 1970. Il est peu probable que la situation d’avoir un nombre limité d’instruments change dans les décennies à venir ou même ce siècle en raison du coût élevé”, a déclaré le Dr Wang. a dit.

“Nous avons besoin d’une approche dès maintenant pour n’utiliser qu’un seul sismomètre pour étudier les intérieurs planétaires.”

Les chercheurs espèrent que cette nouvelle technique développée par l’ANU impliquant un seul sismomètre pourrait être utilisée pour aider les scientifiques à en savoir plus sur nos autres voisins planétaires, y compris la lune.

“Les États-Unis et la Chine prévoient d’envoyer des sismomètres sur la Lune, et l’Australie a également l’ambition de participer à de futures missions, il existe donc un potentiel pour d’autres études utilisant de nouveaux instruments plus sophistiqués”, a déclaré le professeur Tkalčić.

Le Dr Wang a déclaré: “Bien qu’il existe de nombreuses études sur les noyaux planétaires, les images que nous avons des intérieurs planétaires sont encore très floues. Mais avec de nouveaux instruments et méthodes comme les nôtres, nous pourrons obtenir des images plus nettes qui nous aideront à répondre à des questions telles que comme la taille des noyaux et s’ils prennent une forme solide ou liquide.

“Notre méthode pourrait même être utilisée pour analyser les lunes de Jupiter et les planètes du système solaire extérieur qui sont solides.”

Pour mener à bien leurs recherches, les scientifiques de l’ANU ont utilisé les données collectées à partir d’un sismomètre attaché à l’atterrisseur InSight de la NASA, qui collecte des informations sur les tremblements de terre, la météo martienne et l’intérieur de la planète depuis son atterrissage sur Mars en 2018.