Un cutremur marțian arată că Valles Marineris, canionul uriaș al lui Marte, încă se fracturează

Cel mai mare canion din sistemul solar nu este un peisaj mort. Un cutremur marțian înregistrat de landerul InSight al NASA a pornit de la o falie care a alunecat la mare adâncime sub Valles Marineris, sistemul de canioane care brăzdează Marte pe aproape patru mii de kilometri. Asta înseamnă că falii deschise acolo acum miliarde de ani se pot rupe și astăzi sub tensiunile care acționează asupra planetei.

Faptul contează pentru că Marte nu are plăci tectonice în mișcare. Pe Pământ, frecarea plăcilor una de alta menține vechile falii active. Învelișul exterior al lui Marte se comportă în schimb ca un capac unic, care se răcește lent, iar într-o asemenea scoarță faliile se pot vindeca și consolida în timp. Noua analiză arată că cel puțin o falie adâncă de sub canion nu s-a închis, la circa douăzeci până la patruzeci de kilometri sub suprafață.

Studiul, publicat în Nature Communications, a fost condus de Jung-Hun Song de la Imperial College London, alături de Doyeon Kim, tot de la Imperial, Folarin Kolawole de la Columbia University și alți colegi. Se bazează pe un singur eveniment, catalogat drept S0976a, singurul cutremur marțian pe care InSight l-a localizat vreodată în emisfera vestică a planetei.

„Valles Marineris este una dintre cele mai spectaculoase structuri geologice din întregul sistem solar, dar până acum nu știam sigur că faliile sale sunt încă active”, spune Song. „Ceea ce vedem este că nu avem de-a face doar cu un peisaj fosil «mort», pentru că faliile aflate adânc sub canion pot încă să alunece și să genereze cutremure marțiene, la mult timp după ce procesele geologice care le-au format au încetat.”

Cum citești o falie cu un singur seismometru, de pe partea opusă a planetei Marte

Pe Pământ, seismologii reconstituie mișcarea unei falii comparând primul impuls înregistrat de zeci de stații din jurul cutremurului. InSight avea un singur seismometru, iar S0976a s-a produs aproape pe partea opusă a planetei, la circa 146 de grade de arc, adică aproximativ 8.600 de kilometri pe suprafață. Undele directe nu au ajuns niciodată la lander într-o formă utilizabilă. Au sosit în schimb unde PP și SS, unde de compresiune și de forfecare care s-au reflectat o dată pe suprafața marțiană, la jumătatea drumului.

Echipa a modelat aceste două trenuri de unde cu seismograme simulate pe computer pentru mai multe modele ale interiorului marțian, testând fiecare combinație de orientare a faliei, direcție de alunecare și adâncime până la 50 de kilometri. Pentru a verifica dacă o singură stație poate reuși așa ceva, cercetătorii au aplicat aceeași metodă unui cutremur de magnitudine 6,5 din Nevada, înregistrat de un singur seismometru din Australia, aflat aproape la aceeași distanță. Metoda a identificat falia corectă.

Pentru S0976a, răspunsul a fost o ruptură de tip decroșare, în care două blocuri de scoarță alunecă orizontal unul pe lângă celălalt de-a lungul unei falii abrupte, ca falia San Andreas din California. Dintre toate soluțiile care se potrivesc acceptabil cu undele, 82,2% aparțin acestei familii. Ruptura s-a produs la circa 20 până la 40 de kilometri adâncime, în scoarța mijlocie spre inferioară, deasupra bazei scoarței, aflată între 55 și 65 de kilometri. Combinarea potrivirii undelor cu hărțile faliilor cunoscute și cu direcția din care au venit undele de înaltă frecvență plasează sursa lângă Ius Chasma, în partea vestică a canionului.

Nici alunecare de teren, nici meteorit

Un semnal seismic pe Marte nu înseamnă automat o falie. Impacturile de meteoriți și alunecările de teren zguduie și ele planeta, iar Valles Marineris este mărginită de depozite uriașe de alunecări. Echipa a testat direct aceste surse. Nici exploziile de tip impact, nici modelele de alunecare bazate pe forțe nu au putut reproduce polaritățile, momentele de sosire sau intensitatea relativă a undelor și nici puternica zguduire orizontală din date. În plus, impacturile confirmate pe Marte tind să producă semnale de înaltă frecvență, în timp ce S0976a a fost un eveniment de joasă frecvență.

Cercetătorii au analizat apoi toate imaginile regiunii-sursă realizate după cutremur de Context Camera de pe sonda Mars Reconnaissance Orbiter a NASA. O alunecare de teren suficient de mare pentru a produce un astfel de semnal ar fi trebuit să deplaseze cel puțin 10 milioane de metri cubi de rocă și să lase un depozit proaspăt cu o lățime de la câteva sute de metri până la un kilometru. Nu exista niciunul și nici vreun crater proaspăt. Prin contrast, singurul eveniment îndepărtat ulterior din catalogul InSight, S1000a, s-a dovedit a fi impactul unui meteoroid, al cărui crater nou a fost observat de pe orbită.

„Ceea ce face rezultatul convingător este faptul că mai multe tipuri de dovezi complet diferite indică aceeași direcție”, spune Song. „Undele seismice ne spun că a existat o mișcare de alunecare laterală pe o falie aflată mult sub suprafață, în timp ce geologia văzută de pe orbită arată o regiune traversată de sisteme de falii de foarte lungă durată.”

Un canion de nouă ori mai lung decât Grand Canyon

Valles Marineris se întinde pe aproape 3.900 de kilometri, are o lățime de până la 600 de kilometri și coboară la peste nouă kilometri adâncime, potrivit Imperial College. Este astfel de aproape nouă ori mai lungă, de peste 20 de ori mai lată și de circa cinci ori mai adâncă decât Grand Canyon, la dimensiunile maxime. S-a format împreună cu Tharsis, vasta umflătură vulcanică pe care se află Olympus Mons, iar geologii dezbat de mult dacă s-a deschis ca un rift, s-a prăbușit sub propria greutate sau a fost sfâșiată oblic.

Cutremurul marțian intervine în această dezbatere. Tiparul tensiunilor pe care îl înregistrează nu se potrivește cu modelele în care canionul s-ar fi format prin prăbușirea gravitațională a unei scoarțe îngroșate. Se potrivește în schimb cu un canion deschis oblic, cu forfecare laterală pe lângă întindere. Direcția de compresie maximă a cutremurului, aproximativ vest-nord-vest, corespunde și compresiei deduse pentru deformarea timpurie a canionului în Hesperian, o perioadă timpurie a istoriei marțiene. Aceeași direcție a tensiunilor pare să acționeze asupra aceleiași rețele de falii miliarde de ani mai târziu.

Autorii indică trei forțe actuale care ar putea încărca aceste falii: contracția lentă a unei planete care se răcește, greutatea umflăturii Tharsis și descărcarea provocată de eroziunea care sculptează canionul. Odată cu S0976a, InSight a dezvăluit trei stiluri diferite de faliere activă pe Marte: extensie sub fisurile Cerberus Fossae, compresie lângă limita crustală din sudul Elysium Planitia, unde a lovit S1222a, cel mai puternic cutremur marțian al misiunii, și alunecare sub Valles Marineris.

„Arată că, pe o planetă fără tectonică a plăcilor, structuri create acum miliarde de ani pot rămâne importante și pot controla și astăzi locul în care se rupe scoarța”, spune Kolawole.

Ce nu lămurește studiul

Totul se sprijină pe un singur cutremur marțian înregistrat de un singur instrument. Cu o singură stație, metoda găsește două plane de falie posibile, perpendiculare între ele, și nu poate spune care dintre ele a alunecat de fapt, iar orientările estimate nu se aliniază cu un singur sistem dominant de falii cartografiat la suprafață. Localizarea se bazează în parte și pe densitatea faliilor cartografiate, pe care autorii o numesc un ghid aproximativ pentru locul în care are loc alunecarea în adâncime, nu o măsurătoare directă.

Nu au fost înregistrate replici. Echipa susține că era de așteptat: în simulările sale, șansa ca InSight să detecteze măcar o replică notabilă de la acea distanță în 50 de zile marțiene (soli) era de doar 0,1%, deoarece nucleul și interiorul adânc al planetei blochează și slăbesc undele venite din partea opusă. Tăcerea nu contrazice rezultatul, dar nici nu lasă un al doilea eveniment care să-l confirme.

Studiul nu poate spune cât de des se rupe canionul și nici cât de mari pot fi cutremurele sale. S0976a a fost un eveniment moderat, compatibil cu o alunecare limitată pe o mică porțiune a unei falii existente, nu cu o fractură nouă. De asemenea, autorii nu pot separa cât din tensiunile actuale provine din curbarea scoarței sub Tharsis și cât dintr-un sprijin mai profund și notează că numărul mic de cutremure marțiene bine localizate ar putea reflecta la fel de mult înregistrarea scurtă a InSight, cu o singură stație, cât o planetă liniștită.

Întrebări frecvente despre cutremurul din Valles Marineris

Mai este Marte activ din punct de vedere tectonic?

Da, cel puțin în unele locuri. InSight a înregistrat cutremure marțiene în timpul misiunii, iar analizele unor evenimente individuale arată falii active sub fisurile Cerberus Fossae, în sudul Elysium Planitia și acum sub Valles Marineris. Marte nu are plăci în mișcare, așa că activitatea provine din tensiuni în interiorul unui singur înveliș rigid.

Cât de mare este Valles Marineris în comparație cu Grand Canyon?

Se întinde pe aproape 3.900 de kilometri, are o lățime de până la 600 de kilometri și o adâncime de peste nouă kilometri. Este de aproape nouă ori mai lungă, de peste 20 de ori mai lată și de circa cinci ori mai adâncă decât Grand Canyon.

Ce a provocat cutremurul de sub Valles Marineris?

Potrivit studiului, o ruptură de tip decroșare pe o falie veche aflată la 20 până la 40 de kilometri sub partea vestică a canionului, unde blocuri de scoarță au alunecat orizontal unul pe lângă celălalt. Impacturile de meteoriți și alunecările de teren au fost excluse, deoarece nu puteau reproduce undele înregistrate, iar în imaginile orbitale nu a apărut niciun crater sau alunecare proaspătă.

Are Marte tectonică a plăcilor?

Nu. Învelișul său exterior se comportă ca un capac unic și imobil, care se răcește și se contractă de miliarde de ani. Acest studiu arată că faliile din interiorul acestui capac pot încă aluneca sub tensiunile actuale.

InSight a înregistrat S0976a pe 25 august 2021, în a 976-a zi marțiană petrecută la suprafață, iar misiunea s-a încheiat în decembrie 2022. Articolul a apărut pe 15 octombrie 2026. Întrucât în prezent niciun seismometru nu mai funcționează pe Marte, catalogul existent al InSight este singura înregistrare seismică a planetei, iar echipa spune că acest rezultat arată câte informații mai ascund aceste înregistrări.

Același cutremur a mai fost exploatat o dată: undele sale au traversat nucleul marțian și au ajutat la cartografierea celui mai adânc strat al planetei. „Dintr-un singur cutremur marțian putem afla atât despre centrul planetei, cât și despre o falie activă de sub unul dintre cele mai remarcabile peisaje ale sale”, spune Kim, care a coordonat studiul.

Referință: Song et al., „Active crustal straining and fault reactivation at Valles Marineris,” Nature Communications, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-78193-6

Etichete: știri, astronomie, nasa, marte, InSight, cutremur marțian