Felszíne fagyos sivatag, a mélyben viszont meglepően forró és részben olvadt folyamatok zajlanak a szomszédos égitesten.
A kutatók évtizedek óta vizsgálják a Mars két arca közötti éles kontrasztot. Míg az északi félgömböt sima, alacsonyan fekvő síkságok uralják, addig a déli féltekét kráterekkel szabdalt, kilométerekkel magasabb hegyvidékek borítják. A szakemberek ezt a jelenséget marsi dichotómiaként ismerik, a magyarázatára felállított korábbi elméletek pedig többnyire egy ősi, gigantikus becsapódásra támaszkodtak. A Nature folyóiratban megjelent új tanulmány adatai szerint a felszíni kettősség valójában a bolygóköpeny mélyebb rétegeiben gyökerezik.
Gravitációs jelek árulták el a köpeny aszimmetriáját
A Caltech és az Arizonai Egyetem kutatói Alexander Berne vezetésével olyan modellt dolgoztak ki, amely a keringőegységek apró sebességváltozásaiból következtet a bolygóbelső szerkezetére. Három űrszonda – a Mars Global Surveyor, a Mars Odyssey és a Mars Reconnaissance Orbiter – évtizedes adatait elemezték a dagályos tomográfia nevű módszerrel. A Nap gravitációs hatása a Mars elliptikus pályája és tengelyferdesége miatt évszakos ritmusban deformálja a bolygót, ezen finom változások feltérképezése pedig feltárta a mélyben rejtőző hőtérképet.
A mérések kimutatták, hogy a Mars déli félgömbje alatt a köpeny 200–400 Celsius-fokkal forróbb, mint az északi féltekén, ráadásul lokálisan részben olvadt állapotban maradt. Ez a jelentős termikus eltérés azt bizonyítja, hogy a bolygó belseje sem szimmetrikus gömbként viselkedik, ami alapjaiban formálja újra a belső köpenyáramlásokról alkotott képet.
Több évtizedes marsi anomáliára érkezett válasz
A friss eredmények nem pusztán a domborzati eltérésekre adnak új magyarázatot, hanem korábban megmagyarázhatatlannak tűnő geofizikai rejtvényeket is megoldanak. A déli félteke vasban gazdag ásványai régóta szokatlanul erős mágneses lenyomatot hordoznak, miközben az északi részen alig mérhető remanens mágnesesség. A forróbb déli köpeny egykor elegendő energiát biztosíthatott egy aszimmetrikus globális dinamó működéséhez.
Emellett a NASA InSight űrszondájának korábbi szeizmikus mérései során a kutatók megfigyelték, hogy a rengéshullámok a déli félgömb irányába sokkal gyorsabban csillapodnak. A magasabb belső hőmérséklet és a részben olvadt kőzetanyag fizikai magyarázatot ad erre a gyors energiaelnyelődésre.
| Paraméter / Megfigyelés | Északi félgömb | Déli félgömb |
|---|---|---|
| Felszíni domborzat | Alacsony, sima síkságok | Kráterezett, magasan fekvő fennsíkok |
| Köpeny hőmérséklete | Hűvösebb alapállapot | +200–400 °C hőtöbblet, részben olvadt |
| Szeizmikus hullámterjedés | Lassabb csillapítás, stabil kőzet | Gyors csillapítás az InSight adatai alapján |
| Mágneses anomáliák | Gyenge vagy hiányzó mező | Erős kéregmágnesesség a kőzetekben |
A múltbeli lakhatóság és a jövőbeli űrmissziók új iránya
A belső hőháztartás közvetlen hatással volt a felszíni víz jelenlétére és a vulkáni aktivitás időtartamára. Ha a déli köpeny évmilliárdokon át hőt tárolt vagy aktív konvekciót tartott fenn, a geotermális gradiens kedvező feltételeket biztosíthatott a mélyben rejtőző folyékony víz számára a korai időszakokban. Ez a hidrogeológiai szempont kulcsfontosságú az ősi mikrobiális élet nyomait kereső missziók, például a Perseverance kutatási stratégiájának finomításában.
A dagályos tomográfia sikere ráadásul bizonyította, hogy a felszínre érkező leszállóegységek nélkül, kizárólag a pályakorrekciókból és gravitációs gradiensből is feltárható egy idegen bolygó belső rétegződése. Ez a megközelítés közvetlen kiindulópontot ad a jövőbeli, Vénuszt és jeges holdakat célzó szondák tervezéséhez.
