Marsdygnen blir kortare: vad händer egentligen?
Dag efter dag roterar den röda planeten en aning snabbare runt sin egen axel. Det är omöjligt att uppfatta med blotta ögat, men precisionsmätningar avslöjar ett tydligt mönster. Långt under ytan ser det ut som om en kolossal dold struktur sakta förskjuts – och den interna rörelsen drar med sig Mars rotation.
Sedan Viking-uppdragen på 1970-talet har forskare hållit koll på Mars rotation. Mätningarna har blivit allt mer exakta genom decennierna. De senaste analyserna, bekräftade via radiosignaler från NASAs InSight-landare 2023, visar otvetydigt att ett Marsdygn gradvis förkortas.
Förändringen är mikroskopisk: ungefär 7,6 × 10⁻⁴ millisekund per år. Det motsvarar en tusendels tusendels sekund. För rymdgeologer är det ändå en betydelsefull signal. En sådan trend över flera år pekar på en långvarig process djupt inne i planeten.
Mars roterar inte konstant som en perfekt biljardkula. Den lilla accelerationen avslöjar att något fortfarande är i rörelse långt där inne.
Fysiken bakom fenomenet motsvarar exakt en konståkares teknik. När personen drar armarna in mot kroppen minskar tröghetsmoment och rotationen accelererar. För en planet innebär det: när massa förflyttas 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 kända, Olympus Mons, reser sig mer än 21 kilometer över Mars yta.
Den våldsamma bergmassan sätter ett tydligt avtryck på planetens gravitationsfält. Satelliter som passerar över Tharsis accelererar lätt över tyngdpunkten och bromsas in igen när de kommit förbi. På så sätt uppstår det över årtionden av banobservationer en sorts gravitationskartläggning av Mars.
På denna karta framträder Tharsis som en tung ”bula” omgiven av en slags gravitationsgrav. Den sortens långvågiga mönster pekar på strukturer som sträcker sig djupt in i planetens inre – långt under det stela yttre lagret.
En lätt skiva djupt i manteln
Ett internationellt forskarteam kombinerade gravitationsdata från ett helt nätverk av Mars-satelliter med de seismiska uppgifter som InSight samlade in. Därmed konstruerade de en tredimensionell modell av planetens inre.
Det de upptäckte var en anomali som inte kunde förklaras enbart genom att justera skorpans tjocklek eller styvhet. Under Tharsis måste det finnas något som sträckte sig långt djupare än det hårda yttre lagret.
Den bästa förklaringen är en enorm zon i manteln som är något lättare än den omgivande bergarten. 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
Man kan föreställa sig det som en skiva av varmare, mindre tät bergart – ungefär lika stor som Västeuropa – placerad tre fjärdedelar av vägen mot kärnan. En sådan lättare massa kommer långsamt att söka sig uppåt, precis som en luftbubbla i en lavalampa.
Den uppstigande ”mantelplymen” under Tharsis förskjuter massa till en position som gör rotationen mer fördelaktig – och det får Mars att gradvis snurra lite snabbare runt.
InSight som röntgenbild av planetens inre
Innan InSight-landaren anlände till Mars 2018 var forskarnas kunskap om planetens exakta inre uppbyggnad ganska begränsad. Skorpans tjocklek, litosfärens styvhet och kärnans storlek var behäftade med stora osäkerhetsmarginaler. Gravitationsmodeller gav därför ett hav av möjliga lösningar.
InSight förändrade allt detta. Den extremt känsliga seismometern registrerade chockvågor från marsskalv och meteornedslag. Genom att analysera hur dessa vågor rörde sig genom planetens inre kunde forskarna härleda följande:
- En skorptjocklek vid landningsplatsen på cirka 39 ± 8 kilometer
- Ett styvt yttre lager (litosfären) som sträcker sig till omkring 500 ± 100 kilometers djup
- En kärna som fortfarande är delvis flytande
Med dessa konkreta siffror kunde forskarna förankra sin gravitationsmodell till verkliga fysiska gränser. Den genomsnittliga skorptjockleken hamnade på cirka 55 kilometer med en skorpdensitet på ungefär 3 050 kg/m³. Litosfärens styvhet passar exakt till detta och stämmer överens med de seismiska tolkningarna.
Först när alla dessa pusselbitar föll på plats stod det kvar ett tydligt överskott i gravitationsdata – precis centrerat under Tharsis. Denna ”restvåg” pekar på den djupa, lätta mantelstrukturen och på den interna massförskjutning som accelererar Mars rotation.
Är Mars fortfarande vulkaniskt aktiv?
Implikationerna av en uppstigande mantelplym är långtgående. I åratal betraktade man Mars som en i stort sett utdöd stenkula där vulkanismen upphörde för miljoner år sedan. Den nya undersökningen utmanar denna bild.
En aktiv mantelplym skulle indikera att planeten fortfarande transporterar värme invändigt via långsamt strömmande bergarter. Denna process kan försiggå i vågor där perioder med vulkanisk aktivitet växlar med långa lugna faser. Spår av detta syns i åldern på lavabergartsfält och i vissa Mars-meteorer som hittats på jorden.
Om plymstrukturen under Tharsis fortsätter tillräckligt länge kan det inte uteslutas att vulkaner på Mars väcks till liv igen i en avlägsen framtid.
För tillfället är det främst en teoretisk möjlighet. Nuvarande data säger inget om lavaströmmar tätt under ytan. Men de visar tydligt att planeten invändigt ännu inte helt har stillnat av.
Vad innebär detta för framtida uppdrag och beboelighet?
För att testa hypotesen skarpt krävs nya mätningar. Forskare argumenterar för ett uppdrag som extremt precist och över lång tid följer Mars gravitationsfält. Små förändringar över tid 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 för den långsiktiga klimatstabiliteten. Venus verkar följa ett helt annat mönster med våldsamma och mer episodiska utbrott.
Om Mars fortfarande har en långsam, intern ”hjärtrytm” via en sådan plymstruktur kan det berätta något om den minimala interna aktivitet som krävs för att hålla en planet dynamisk och potentiellt beboelig i miljarder år. Värme i det inre påverkar exempelvis planetens magnetiska egenskaper och i vilken grad gaser flyr från det inre till 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 ytskiktets långsiktiga stabilitet. En långsamt accelererande rotation utgör i sig inget praktiskt problem för astronauter – men den vittnar om en planet som fortfarande lever, om än på låg låga.
Den som en dag går runt på Mars kommer sannolikt inte att stå på en fullständigt förstelnad, utdöd värld. Under den tunna, rostfärgade skorpan döljer sig en mantel som fortfarande rör sig helt svagt. Den subtila accelerationen av ett Marsdygn avslöjar att dessa djupa processer är långt ifrån färdiga med denna gamla grannplanet.
