Något massivt vaknar långsamt djupt under Mars yta
Långt under Mars yta verkar något enormt sakta komma till liv — och denna tysta process förändrar omärkligt längden på en marsdag. Nya beräkningar visar att den röda planeten morgon efter morgon roterar en aning snabbare.
Det beror inte på en asteroidnedslag eller någon yttre kraft. Orsaken gömmer sig mer än tusen kilometer ner under den gigantiska vulkaniska platån Tharsis.
Marsdagen blir kortare: vad forskarna exakt mäter
Planetforskare har följt Mars rotationshastighet sedan Viking-uppdragen på 1970-talet. Tack vare extremt precisa radiosignaler från landare och sonder har det blivit tydligt att rotationen accelererar. En marsdag blir cirka 7,6 × 10⁻⁴ millisekund kortare varje år. Det är mindre än en tusendels millisekund, men tendensen är stabil och ihållande.
Denna mätning bekräftades 2023 med data från NASA-uppdraget InSight, som använde radiosignaler för att spåra minimala förskjutningar i rotationen. På mänsklig tidsskala märker man ingenting — men på geologisk skala pekar en sådan förändring på ett djupt skifte i planetens inre struktur.
Mars roterar lite som en konståkare: dras massan in mot mitten, går piruetten snabbare.
Den underliggande fysiska principen känner vi från isbanan. När en åkare drar in armarna mot kroppen, roterar personen snabbare runt sin axel. Massan förblir densamma, men fördelningen i förhållande till rotationsaxeln ändras. Det är precis vad som sker långsamt men stadigt i Mars inre.
En lätt ”skiva” djupt i Mars mantel
Ett internationellt forskarlag lett av nederländska vetenskapsmän har räknat om Mars gravitationsfält från grunden. De kombinerade satellitmätningar med seismisk data från InSight, och resultatet är slående: under Tharsis ser det ut som att en enorm, relativt lätt massa rör sig uppåt.
Det handlar inte om ett hålrum, utan om bergarter som är mindre täta än den omgivande mantelbergarten. Enligt studien ligger denna zon på cirka 1 200 kilometers djup, med en diameter på omkring 1 500 kilometer och en tjocklek på ungefär 400 kilometer.
- Djup: ca 1 200 km under ytan
- Diameter: ca 1 500 km (större än Frankrike och Tyskland tillsammans)
- Tjocklek: ca 400 km
- Densitet: ca 60 kg/m³ lägre än det omgivande materialet
Forskarna jämför strukturen med en sorts gigantisk, varm skiva, tre fjärdedelar av vägen ner mot kärnan. Eftersom detta material är lättare, beter det sig som en luftbubbla i vatten och rör sig långsamt uppåt. Den stigande massan förskjuter viktfördelningen mot rotationsaxeln — och planeten roterar gradvis snabbare.
Tharsis: ett vulkaniskt megaområde som en gång välte hela planeten
Tharsis-regionen är länge känd som något alldeles särskilt bland planetforskare. Det är den största vulkaniska platån i hela solsystemet — ungefär lika stor som Afrika. Här ligger kolossala sköldvulkaner, och den mest kända är Olympus Mons, som reser sig mer än 21 kilometer över ytan.
Den mängd lava som i den avlägsna förflutna strömmade ut här var så överväldigande att Tharsis massa troligen förskjöt Mars masspunkt. Studier tyder på att hela planeten då fick en annorlunda orientering av sin rotationsaxel.
Satelliter som flyger över Tharsis accelererar något på grund av den extra massan och bromsar igen när de passerat. Dessa mikroskopiska hastighetsvariationer används för att kartlägga gravitationsavvikelser. Det avslöjar en central ”puckel” med en ringformad gravitationsdal runt om — en signal som inte kan förklaras enbart med mantelns form och tjocklek.
Även när alla kända egenskaper hos skorpan och litosfären justeras, blir det en bestående avvikelse kvar under Tharsis.
Det nederländska laget tolkar denna restsignal som ett tecken på en process djupare i manteln, bortom den styva litosfären. Den mest sammanhängande förklaringen är en bred, uppstigande mantelplym: varm, relativt lätt bergart som långsamt migrerar mot ytan.
InSight: från skakande underlag till komplett inre modell
Innan InSight landade på Mars var modellerna för planetens inre fyllda med osäkerheter. Skorpans tjocklek kunde variera med nästan en faktor tre mellan olika studier, och både litosfärens djup och kärnans egenskaper var dåligt avgränsade.
InSights seismometerpaket registrerade skalv efter skalv, orsakade av små ”marsskalv” och nedslag. Utifrån hastigheten och avböjningen av de seismiska vågorna kunde forskarna härleda hur tjocka och styva lagren i det inre är.
Det gav bland annat dessa nyckeltal:
| Egenskap | Värde (genomsnitt) |
|---|---|
| Skorptjocklek | ca 55 km |
| Litosfär (hårt skal) | ca 500 km djup |
| Kärntillstånd | delvis flytande |
| Genomsnittlig skorpdensitet | ca 3 050 kg/m³ |
Med dessa siffror kunde den nya gravitationsmodellen kalibreras långt mer precist. När skorptjocklek, litosfärens styvhet och mantelströmmar räknas in samtidigt stämmer Mars totala gravitationsfält långt bättre med mätdata än vid äldre tillvägagångssätt. Kvar blir en stor, djup signal — precis under Tharsis — som låter sig förklaras med den uppstigande, lättare mantelstrukturen.
Är Mars egentligen inte en död planet?
Många läroböcker framställer Mars som en övervägande slocknad värld: avsvalande, tyst och med vulkaner som inte spytt ut lava på miljontals år. Den nya studien ifrågasätter denna bild.
En fortfarande aktiv mantelplym under Tharsis skulle betyda att Mars internt hållit sig varm och dynamisk långt längre än tidigare antagit. Ytan kan kanske se lugn ut idag, men djupt därnere kan planeten fortfarande transportera energi genom långsamt strömmande bergart.
Geologiska bevis stöder detta. Vissa Mars-meteoriter — de så kallade shergottiterna — visar att vulkanism ägde rum i geologiskt nyare tid, möjligen för under 200 miljoner år sedan. Det är ungt när man tänker på att solsystemet är över 4,5 miljarder år gammalt.
En stabil mantelplym kan driva cykler av vulkanisk aktivitet, även när ytan till synes vilar i långa perioder.
Om plymen fortsätter att stiga kan vulkanisk aktivitet runt Tharsis blossa upp igen i den avlägsna framtiden. Det behöver inte betyda apokalyptiska superutbrott, men episodiska lavaströmmar och gasutsläpp som lokalt kan ändra klimat och atmosfär.
Vad detta betyder för framtida forskning och uppdrag
Nuvarande data tecknar en övertygande, men ännu inte slutgiltig bild. Forskarna argumenterar för ett dedikerat Mars-uppdrag som uteslutande fokuserar på förändringar i gravitationsfältet över tid. En aktiv mantelplym skulle förskjuta detta fält långsamt — mätbart med en konstellation av precisionssatelliter.
För framtida bemannade Mars-uppdrag är kunskap om intern aktivitet relevant. En planet med intern värme kan på längre sikt ha zoner där det är lättare att göra isvatten flytande, eller där vulkaniska gaser hjälper till att bygga upp skyddande atmosfärskikt. Risken för kraftigare skalv eller vulkaniska episoder är dock också något som bör ingå i uppdragsplaneringen — även om sannolikheten än så länge är liten.
Den större bilden: varför Mars, Venus och jorden är så olika
Jämförelsen mellan de tre stenplaneterna nära solen förblir ett centralt tema i planetforskningen. Jorden är idag tektoniskt och vulkaniskt mycket aktiv med ett tjockt, beboeligt ytklimat. Venus liknar en sorts tryckokare med möjliga episodiska, storskaliga utbrott och ett extremt växthusklimat. Mars ser stilla, torr och tunnluftig ut.
Om det fortfarande existerar mantelplumar på Mars förskjuts bilden mot ett kontinuum: inte död eller levande, utan långsamt avsvalande med rester av aktivitet. Det ger teorier om planetutveckling mer nyans. I vilken grad en planet håller kvar intern värme verkar hänga direkt samman med chansen för en stabil atmosfär och långvariga vattenreservoarer.
För kommande generationer av forskare och Mars-resenärer blir planeten därmed mindre ett fruset fossil och mer en långsam, men inte helt slocknad glödkorg. Utvändigt är glöden nästan osynlig — men djupt inuti rör sig något som helt tyst skriver om längden på en marsdag.
