Marsdygnet krymper: vad händer egentligen?
Dag ut och dag in snurrar den röda planeten en aning snabbare kring sin egen axel. Med blotta ögat är det omöjligt att se, men exakta mätningar avslöjar ett tydligt mönster. Djupt under ytan verkar en kolossal dold struktur sakta förskjutas — och den interna rörelsen påverkar Mars rotation.
Ända sedan Viking-uppdragen på 1970-talet har forskare följt Mars rotation noga. Under de senaste decennierna har mätningarna blivit allt mer precisa. De senaste analyserna, som bekräftades via radiosignaler från NASAs InSight-landare 2023, visar entydigt att ett marsdygn faktiskt blir kortare.
Förändringen är mikroskopisk: ungefär 7,6 × 10⁻⁴ millisekund per år. Det motsvarar en tusendels tusendels sekund. Men för rymdgeologer utgör detta ett markant signal. En sådan trend över flera år pekar på en långvarig process djupt inne i planeten.
Mars roterar inte som en perfekt biljardkula. Den lilla accelerationen avslöjar att något fortfarande rör sig långt nere i planetens inre.
Fysiken bakom fenomenet är densamma som hos en konståkare. När åkaren drar in armarna mot kroppen minskar tröghetsmomentetet och rotationen accelererar. För en planet gäller samma princip: när massa flyttas närmare rotationsaxeln ökar rotationshastigheten.
Tharsis-regionen: hem för gigantiska vulkaner
Spåret leder direkt till Tharsis — en enorm vulkanisk platå på Mars. Detta område är storleksmässigt jämförbart med den afrikanska kontinenten och rymmer solsystemets största kända vulkaner. Den mest berömda, Olympus Mons, reser sig över 21 kilometer ovanför Mars yta.
Den kolossala bergmassan sätter ett tydligt avtryck på planetens gravitationsfält. Satelliter som passerar över Tharsis accelererar lätt när de flyger över tyngdpunkten och saktar in igen när de rör sig bort. Decennier av banobservationer har på så sätt skapat ett slags gravitationskarta över Mars.
På denna karta framträder Tharsis som en tung ”buckla” omgiven av ett slags gravitationsgrav. Sådana långvågiga mönster pekar på strukturer som sträcker sig djupt ner i planetens inre — långt under det stela yttre lagret.
En lätt skiva djupt nere i manteln
Ett internationellt forskarteam kombinerade gravitationsdata från ett helt nätverk av Mars-satelliter med de seismiska uppgifterna som InSight samlade in. Därmed byggde de upp en tredimensionell modell av planetens inre.
Det de fann var en anomali som inte kunde förklaras bara genom att justera tjockleken eller stelheeten hos jordskorpan. Under Tharsis måste det finnas något som når betydligt djupare ner än det hårda yttre skalet.
Den bästa förklaringen är en enorm zon i manteln som är något lättare än den omgivande berggrunden. Siffrorna är konkreta:
- Cirka 60 kg/m³ lägre densitet än det omgivande materialet
- Belägen omkring 1 200 kilometer under ytan
- En diameter på ungefär 1 500 kilometer
- En tjocklek på cirka 400 kilometer
Föreställ dig en skiva av varmare, mindre tät berggrund — ungefär lika stor som Västeuropa — placerad tre fjärdedelar av vägen ner mot kärnan. En sådan lättare massa kommer långsamt söka sig uppåt, precis som en luftbubbla i en lavalampa.
Den uppåtstigande ”mantelplymen” under Tharsis förskjuter massa till en position som gynnar rotationen och får Mars att gradvis snurra snabbare.
InSight som röntgenbild av planetens inre
Innan InSight-landaren anlände till Mars 2018 arbetade forskarna i stort sett i blindo vad gäller planetens exakta uppbyggnad. Jordskorpans tjocklek, litosfärens stelhet och kärnans storlek var behäftade med stora osäkerheter. Gravitationsmodeller producerade därför otaliga möjliga lösningar.
InSight förändrade allt detta. Den extremt känsliga seismometern registrerade chockvågor från marsskalv och meteoritnedslag. Genom att analysera hur dessa vågor rörde sig genom planetens inre kunde forskarna fastställa följande:
- En jordskorpetjocklek vid landningsplatsen på cirka 39 ± 8 kilometer
- Ett stelt yttre lager (litosfären) som sträcker sig ner till omkring 500 ± 100 kilometers djup
- En kärna som fortfarande är delvis flytande
Med dessa konkreta siffror kunde forskarna förankra sin gravitationsmodell i verkliga fysiska gränser. Den genomsnittliga jordskorpetjockleken visade sig vara cirka 55 kilometer, med en skorpedensitet på omkring 3 050 kg/m³. Litosfärens stelhet stämmer exakt överens med detta och passar ihop med de seismiska tolkningarna.
Först när alla dessa pusselbitar föll på plats stod det kvar ett tydligt överskott i gravitationsdata — exakt centrerat under Tharsis. Denna ”restvåg” pekar direkt på den djupa, lätta mantelstrukturen och på den interna massförskjutningen som accelererar Mars rotation.
Är Mars fortfarande vulkaniskt aktiv?
Konsekvenserna av en uppstigande mantelplym är långtgående. I åratal betraktades Mars som en i stort sett utslocknad stenplatta där vulkanismen upphörde för miljoner år sedan. Den nya studien utmanar denna bild grundläggande.
En aktiv mantelplym skulle indikera att planeten fortfarande transporterar värme invändigt via långsamt strömmande berggrundmassor. Denna process kan försiggå i vågor där perioder av vulkanisk aktivitet växlar med långa lugna faser. Spår av detta syns i åldern på lavamarker och i vissa Mars-meteoriter som hittats på jorden.
Om plymen under Tharsis fortsätter tillräckligt länge kan det inte uteslutas att vulkaner på Mars en dag i den avlägsna framtiden vaknar till liv igen.
För tillfället är det främst en teoretisk möjlighet. Nuvarande data säger ingenting om lavaströmmar nära ytan. Men de visar tydligt att planeten internt ännu inte helt har gått i dvala.
Vad betyder detta för framtida uppdrag och beboebarhet?
För att verkligen testa hypotesen exakt krävs nya mätningar. Forskare argumenterar för ett uppdrag som kan följa Mars gravitationsfält över lång tid med extrem noggrannhet. Små tidsmässiga förändringar skulle avslöja om den lätta mantelzonen faktiskt fortsätter att stiga uppåt.
Därmed berör Mars-historien en bredare fråga: hur svalnar stenplaneter och varför försiggår det olika från planet till planet? På jorden håller mantelplymer som de under Hawaii och Island den vulkaniska aktiviteten igång och spelar en roll i den långsiktiga klimatstabiliteten. Venus verkar följa ett helt annat mönster med häftiga och mer episodiska utbrott.
Om Mars fortfarande besitter ett långsamt, internt ”hjärtslag” via en sådan plymstruktur kan det berätta något om den minimala interna aktiviteten som krävs för att hålla en planet dynamisk och potentiellt beboelig i miljarder år. Värme i planetens inre påverkar exempelvis dess magnetiska egenskaper och i vilken grad gaser från det inre släpps ut i atmosfären.
En ny blick på en gammal granne
För framtida bemannade uppdrag är detta scenario mer än akademiskt. Kunskap om interna processer hjälper till att välja säkra landningsplatser, bedöma seismiska risker och förstå ytans långsiktiga stabilitet. En långsamt accelererande rotation utgör i sig inget praktiskt problem för astronauter — men den pekar på en planet som fortfarande lever, om än på låg bluss.
Den som en dag går runt på Mars befinner sig förmodligen inte på en fullständigt förstelnad, utdöd värld. Under den tunna, rostfärgade jordskorpan gömmer sig en mantel som fortfarande rör sig stilla och lugnt. Den subtila accelerationen av ett marsdygn avslöjar att dessa djupa processer långt ifrån är färdiga med denna gamla granplanet.
