Στην περιγραφή του Απολλόδωρου για τη Γιγαντομαχία, όταν ο γίγαντας Εγκέλαδος προσπαθεί να φύγει από τη μάχη, καταπλακώνεται από το νησί της Σικελίας το οποίο εκσφενδονίζει εναντίον του η Αθηνά. Η εικόνα του Εγκέλαδου ως Γίγαντα θαμμένου κάτω από ενεργό ηφαίστειο ήταν αρκετά αγαπητή στους ποιητές της ελληνιστικής εποχής, δίνοντας μια παραβολή για τις μικροεκρήξεις και τους καπνούς ως την ανάσα του και τους σεισμούς ως το στριφογύρισμά του.
Αν λοιπόν ο σεισμογράφος είναι το αυτί μας στο έδαφος, ακούμε κάθε φορά το ανασάλεμα του Εγκέλαδου μέσα από το ίδιο το σώμα της γης. Όπως γίνεται με κάθε “ήχο”, όσο καλύτερα γνωρίζουμε ποιά είναι τα χαρακτηριστικά ενός σεισμού, τόσο καλύτερα μπορούμε να καταλάβουμε πώς παραμορφώθηκε από το πέρασμά του μέσα από το υπέδαφος.
Αφ’ ενός, τα διαφορετικά είδη κυμάτων (διαμήκη κύματα -σκεφτείτε ένα ελατήριο που πυκνώνει και αραιώνει- και εγκάρσια κύματα -σκεφτείτε τα κύματα της θάλασσας) διαδίδονται με διαφορετικές ταχύτητες. Αφ’ ετέρου, περνώντας μέσα από το εσωτερικό της Γης αλλάζουν πορεία, ανακλώνται, ή και σταματούν. Έτσι, με αρκετά μεγάλους σεισμούς και εκρήξεις ηφαιστείων μπορούμε να μελετήσουμε το εσωτερικό του πλανήτη μας ακόμα και από την άλλη του άκρη.
Αυτή η προσέγγιση έχει πολλά προβλήματα, και κάθε νέα εξέλιξη απαιτεί νέες μαθηματικές, θεωρητικές και υπολογιστικές τεχνικές εξελίξεις [α]. Παρ’ όλα αυτά όμως, μας έχει επιτρέψει όχι μόνο να γνωρίζουμε τα βασικά χαρακτηριστικά του εσωτερικού του πλανήτη μας, το πάχος του φλοιού του, τα μεγέθη και την πιθανή σύσταση του εξωτερικού και εσωτερικού πυρήνα κ.ο.κ., αλλά ακόμα και να “δούμε” τα όρια των τεκτονικών πλακών [α].
Από τη στιγμή που μπορούμε να κάνουμε μια τέτοια μελέτη στη Γη, τίποτα δε μας σταματά από το να την εφαρμόσουμε σε άλλους πλανήτες. Έχοντας ήδη τεχνογνωσία για σεισμογραφία σε άλλα ουράνια σώματα από το πρόγραμμα αποστολών Απόλλων στη Σελήνη, το 2018 προσεδαφίστηκε η συσκευή InSight στον Κόκκινο Πλανήτη, εφοδιασμένη με έξι ειδικευμένα σεισμόμετρα.
Έκτοτε έχει καταγράψει πάνω από 1300 σεισμούς διαφόρων τύπων [γ]. Οι περισσότεροι είναι σεισμοί από τη νωχελική γεωλογική ζωή του πλανήτη, ανάλογοι με τους δικούς μας. Όμως κοντά στο τέλος της αποστολής είχαμε μια εντυπωσιακότατη ανακοίνωση: στις 18/09/2021 και στις 24/12/2021 η συσκευή κατέγραψε δύο ισχυρούς σεισμούς [δ], που οι πηγές τους δε βρίσκονταν στο υπέδαφος. Αντιθέτως, ήταν οι πτώσεις δύο μετεωριτών. Με την κάμερα της συσκευής “Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)” που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη εντοπίστηκαν κι επιβεβαιώθηκαν τα σημεία της πτώσης τους. Πρόκειται για δύο κρατήρες διαμέτρου 130 και 150 μέτρων αντιστοίχως, τους μεγαλύτερους των οποίων τη δημιουργία έχουμε παρατηρήσει [δ].
Ακόμα και με ένα και μοναδικό σεισμόμετρο, αυτά τα δύο γεγονότα με τη διαφορά τους σε σχέση με τους συνηθισμένους σεισμούς μας έδωσαν έναν πολύτιμο όγκο δεδομένων που θα τροφοδοτήσει τη γνώση μας για το εσωτερικό του Άρη για χρόνια. Ήδη από τις προηγούμενες σεισμογραφικές μελέτες μπορέσαμε να καθορίσουμε με ακρίβεια την εσωτερική δομή του Άρη, το μέγεθος του πυρήνα του, ακόμα και να εκτιμήσουμε τη σύνθεσή του, “βλέποντας” πως το εσωτερικό του φαίνεται να είναι πιο περιεκτικό σε σίδηρο από το γήινο [δ].
Δυστυχώς, το τέλος της αποστολής έρχεται ως αποτέλεσμα μιας καταιγίδας η οποία κάλυψε τα φωτοβολταϊκά της συσκευής InSight με σκόνη, σε βαθμό που πλέον να έρχεται το τέλος της δυνατότητας των μπαταριών της να επαναφορτιστούν και να συντηρήσουν τη λειτουργία της.
Θα υπάρξει αντικατάσταση του μοναδικού αυτού ομφάλιου λώρου που έχουμε με το εσωτερικό του Άρη; Υπάρχει σχεδιασμός για την αποστολή “ExoMars” της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας. Αυτή η συνεργασία όμως, συμπεριλαμβάνοντας συνεργασία με τη Ρωσία, βρίσκεται στο σύνολο υποθέσεων που έχουν παγώσει επ’ αόριστον από την έναρξη του πολέμου στην Ουκρανία.
Πλέον ποιός θα ακούει τα ανασαλέματα του αρειανού Εγκέλαδου;
[α] Romanowicz, B. (2008). Using seismic waves to Image Earth’s internal structure. Nature, 451(7176), 266–268. https://doi.org/10.1038/nature06583
[β] Witze, A. (2018, November 26). Touchdown! Μars insight lander reaches Red Planet. Nature News. Retrieved November 3, 2022, from https://www.nature.com/articles/d41586-018-07540-5
[γ] Ceylan, S., Clinton, J. F., Giardini, D., Stähler, S. C., Horleston, A., Kawamura, T., … & Banerdt, W. B. (2022). The marsquake catalogue from InSight, sols 0–1011. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 106943.
[δ] Posiolova, L. V., Lognonné, P., Banerdt, W. B., Clinton, J., Collins, G. S., Kawamura, T., … & Zenhäusern, G. (2022). Largest recent impact craters on Mars: Orbital imaging and surface seismic co-investigation. Science, 378(6618), 412-417.
[ε] Huang, Q., Schmerr, N. C., King, S. D., Kim, D., Rivoldini, A., Plesa, A. C., … & Banerdt, W. B. (2022). Seismic detection of a deep mantle discontinuity within Mars by InSight. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(42), e2204474119.
*O Έκτωρ-Ξαβιέ Δελαστίκ είναι Φυσικός Εφαρμογών, Υ.Δ. Τμήματος Ιατρικής του Πανεπιστημίου Πατρών
