สำรวจเจาะลึกใต้ดาวอังคาร เทียบขนาดและความหนาแน่นแกนโลก

ดาวอังคารเป็นเพื่อนบ้านข้างเคียงของโลกในระบบสุริยะ แต่โลกทั้งสองใบนี้มีแกนกลางที่แตกต่างกัน

การศึกษาใหม่จากข้อมูลการเคลื่อนตัวของเปลือกดาวอังคารที่ได้รับมาจากหุ่นยนต์ InSight lander ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐ หรือ นาซ่า ให้ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับส่วนที่อยู่ลึกภายในดาวอังคาร และรายละเอียดใหม่ ๆ เกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างโลกซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามจากดวงอาทิตย์ และดาวอังคารซึ่งเป็นดวงที่สี่

การวิจัยซึ่งได้ข้อมูลจากการตรวจพบคลื่นสั่นสะเทือนที่เคลื่อนที่ผ่านแกนกลางของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ไม่ใช่โลกเป็นครั้งแรก แสดงให้เห็นว่าชั้นในสุดของดาวอังคารมีขนาดเล็กกว่าและหนาแน่นกว่าที่ทราบมาก่อนหน้านี้เล็กน้อย นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลการประเมินองค์ประกอบของแกนดาวอังคารที่ดีที่สุดจนถึงปัจจุบันอีกด้วย

การศึกษาพบว่า ดาวเคราะห์ทั้งสองมีแกนกลางหลักที่ประกอบด้วยเหล็กเหลว แต่ประมาณ 20% ของแกนกลางดาวอังคารประกอบด้วยธาตุที่เบากว่าเหล็ก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกำมะถัน แต่ก็มีออกซิเจน คาร์บอน และไฮโดรเจนด้วย องค์ประกอบเหล่านั้นมีอัตราส่วนมากกว่าในแกนโลกราวสองเท่า ซึ่งหมายความว่าแกนกลางของดาวอังคารมีความหนาแน่นน้อยกว่าแกนกลางของโลกเรามาก แม้ว่าจะมีความหนาแน่นมากกว่าการประมาณการในปี 2021 ตามข้อมูลประเภทอื่น ๆ จากยานอวกาศ InSight ที่ตอนนี้ปลดระวางไปแล้ว

เจสสิก้า เออร์วิง นักแผ่นดินไหววิทยา แห่งมหาวิทยาลัยบริสตอลในอังกฤษ ผู้เขียนงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ฉบับเมื่อเร็ว ๆ นี้กล่าวว่า "บริเวณที่ลึกที่สุดของโลกและดาวอังคารมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน ซึ่งน่าจะเป็นผลจากทั้งเงื่อนไขและกระบวนการในการทำงานเมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นและวัสดุที่สร้างพวกมันขึ้นมา”

การศึกษาชี้ว่าขนาดของแกนกลางดาวอังคารมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3,560 - 3,620 กม. ซึ่งเล็กกว่าที่เคยคาดประมาณไว้ 20-50 กม. และแกนของดาวอังคารมีอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่าแกนกลางของโลกเล็กน้อย

ทั้งนี้ ธรรมชาติของแกนกลางสามารถมีบทบาทในการควบคุมว่าดาวเคราะห์หิน หรือดวงจันทร์ จะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่หรือไม่ ตัวอย่างเช่น แกนกลางเป็นเครื่องมือในการสร้างสนามแม่เหล็กโลกที่ปกป้องโลกจากรังสีดวงอาทิตย์และอนุภาคคอสมิกที่เป็นอันตราย

เออร์วิงกล่าวว่า “บรรดาดาวเคราะห์และดวงจันทร์ มีชั้นนอกที่เป็นซิลิเกต หิน และมีแกนกลางเป็นโลหะซึ่งมีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ วิธีที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่งที่แกนกลางสามารถส่งผลกระทบต่อการอยู่อาศัยได้ คือการสร้างไดนาโมของดาวเคราะห์” ซึ่งแกนโลกสามารถทำได้ แต่แกนของดาวอังคารไม่สามารถทำได้ แม้ว่าจะเคยทำได้เมื่อหลายพันล้านปีก่อน แกนของดาวอังคารน่าจะไม่มีการเคลื่อนไหวที่มีพลังรุนแรงซึ่งมีความจำเป็นต่อการสร้างสนามดังกล่าวอีกต่อไป

ดาวอังคารมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6,779 กม. เมื่อเทียบกับโลกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12,742 กม. และโลกมีปริมาตรมากกว่าเกือบเจ็ดเท่า

นอกจากนี้ ลักษณะของคลื่นไหวสะเทือนที่เดินทางผ่านดาวเคราะห์สามารถเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในได้ การค้นพบใหม่นี้เกิดจากเหตุการณ์การเคลื่อนตัวของเปลือกดาวอังคาร 2 ครั้งที่เกิดขึ้นในฝั่งตรงข้ามของดาวอังคารตรงจุดที่ยาน InSight ลงจอด โดยเฉพาะจุดที่มีอุปกรณ์วัดแรงสั่นสะเทือนตั้งอยู่

เหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนสิงหาคมปี 2021 โดยมีศูนย์กลางใกล้กับหุบเขา Valles Marineris ซึ่งเป็นหุบเขาที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ครั้งที่สองคือการชนของอุกกาบาตในเดือนกันยายนปี 2021 ซึ่งทิ้งปล่องภูเขาไฟที่มีความลึกประมาณ 425 ฟุต (หรือ 130 เมตร) เอาไว้

ยานอวกาศ InSight ปลดระวางอย่างเป็นทางการในเดือนธันวาคม หลังจากปฏิบัติภารกิจมาสี่ปี เนื่องจากมีฝุ่นสะสมจนทำให้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถชาร์จไฟใหม่ได้

เวดราน เลคิช นักธรณีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนงานวิจัย กล่าวว่า ภารกิจของยานอวกาศ InSight ประสบความสำเร็จอย่างน่าอัศจรรย์ในการช่วยถอดรหัสโครงสร้างและสภาพภายในของดาวเคราะห์ การใช้เครือข่ายเครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนบนดาวอังคารจะนำไปสู่การค้นพบที่มากขึ้นและช่วยให้เข้าใจระบบของโลก ซึ่งไม่สามารถทำได้เพียงแค่มองพื้นผิวจากวงโคจร