Saturday, 13 Jul 2024

Cara Baru untuk Menemukan Air Tersembunyi Jauh di Bawah Tanah Mars

RisalahPos
28 Jun 2024 12:15
5 minutes reading

Para tengah menjajaki potensi penggunaan sinyal seismoelektrik dari gempa Mars untuk air bawah tanah di Mars, sebuah metode yang terinspirasi oleh teknik serupa di Bumi tetapi diadaptasi untuk kondisi Mars yang unik. Pendekatan ini, yang menangkap sinyal elektromagnetik yang dihasilkan saat seismik melewati akuifer, dapat mengungkap sumber air tersembunyi jauh di bawah permukaan Mars, yang berpotensi merevolusi pemahaman kita tentang air di Mars dan distribusinya. Kredit: ​​NASA/JPL-Caltech

Ilmuwan Penn State sedang menyelidiki penggunaan sinyal seismoelektrik dari gempa Mars untuk mengidentifikasi air bawah tanah Mars.

Teknik ini, yang didasarkan pada pendeteksian medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh gelombang seismik, dapat memberikan wawasan baru tentang akuifer Mars dan distribusi air.

Air cair di Mars, jika ada saat ini, mungkin terkubur terlalu dalam untuk dideteksi dengan metode tradisional yang digunakan di Bumi. Namun, teknik baru yang melibatkan analisis marsquakes – gempa bumi di Mars – mungkin bisa memberikan terobosan, saran para ilmuwan dari Penn State.

Saat gempa merambat melalui akuifer bawah tanah, gempa tersebut menghasilkan sinyal elektromagnetik. Dalam sebuah penelitian yang di Planet JGR, para peneliti menunjukkan bagaimana sinyal-sinyal ini berpotensi mengungkap keberadaan air beberapa mil di bawah permukaan Mars. Penulis utama Nolan Roth, seorang kandidat doktor di Departemen Geosains di Penn State, yakin metode ini dapat membuka jalan untuk menganalisis data misi Mars di masa depan.

Gambar Terakhir NASA Insight

Salah satu gambar terakhir yang pernah diambil oleh wahana pendarat InSight Mars milik NASA menunjukkan seismometernya berada di permukaan planet merah tersebut pada tahun 2022. ilmuwan menyarankan bahwa penggunaan data dari seismometer dan magnetometer pada wahana pendarat tersebut dapat membantu mengungkap apakah terdapat air cair jauh di bawah permukaan Mars. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Potensi Gempa Mars untuk Mendeteksi Air Bawah Permukaan

“Komunitas ilmiah memiliki teori bahwa Mars dulunya memiliki lautan dan bahwa, selama sejarahnya, semua air itu menghilang,” kata Roth. “Namun, ada bukti bahwa sebagian air terperangkap di suatu tempat di bawah permukaan. Kami hanya belum dapat menemukannya. Idenya adalah, jika kami dapat menemukan sinyal elektromagnetik ini, maka kami akan menemukan air di Mars.”

Jika para ilmuwan ingin menemukan air di Bumi, mereka dapat menggunakan alat seperti radar penembus tanah untuk memetakan bawah permukaan. Namun teknologi ini tidak efektif bermil-mil di bawah permukaan, kedalaman di mana air mungkin berada di Mars, kata para ilmuwan.

Sebaliknya, para peneliti merekomendasikan penerapan baru metode seismoelektrik, sebuah teknik baru yang dikembangkan untuk mengkarakterisasi bawah permukaan bumi secara non-invasif. Ketika gelombang seismik dari gempa bumi bergerak melalui akuifer bawah tanah, perbedaan pergerakan batuan dan air menghasilkan medan elektromagnetik. Sinyal-sinyal ini, yang dapat didengar oleh sensor di permukaan, dapat mengungkap informasi tentang kedalaman akuifer, volume, lokasi, dan komposisi kimianya, menurut para peneliti.

Keuntungan Sinyal Seismoelektrik di Mars

“Jika kita mendengarkan gempa Mars yang bergerak melalui bawah permukaan, jika gempa tersebut melewati air, gempa tersebut akan menciptakan sinyal medan elektromagnetik yang luar biasa dan unik,” kata Roth. “Sinyal-sinyal ini akan menjadi diagnostik untuk air Mars saat ini.”

Di Bumi yang kaya air, penggunaan metode ini untuk mengidentifikasi akuifer aktif merupakan tantangan karena air ada di bawah permukaan bahkan di luar akuifer, yang menciptakan sinyal listrik lainnya saat gelombang seismik bergerak melalui tanah. Kebisingan latar ini harus dipisahkan dari sinyal akuifer, kata para ilmuwan, untuk identifikasi dan karakterisasi yang akurat.

“Di Mars, yang permukaannya sudah pasti kering, pemisahan semacam itu tidak diperlukan,” kata Tieyuan Zhu, profesor madya geosains di Penn State dan penasihat sekaligus penulis pendamping Roth. “Berbeda dengan sinyal seismoelektrik yang sering muncul di Bumi, permukaan Mars secara alami menghilangkan gangguan dan data bermanfaat yang memungkinkan kita mengkarakterisasi beberapa sifat akuifer.”

Mensimulasikan Bawah Permukaan Mars dalam Penelitian

Para peneliti menciptakan model bawah permukaan Mars dan menambahkan akuifer untuk mensimulasikan kinerja metode seismoelektrik. Mereka menemukan bahwa mereka dapat berhasil menggunakan teknik tersebut untuk menganalisis detail tentang akuifer, termasuk tebal atau tipisnya akuifer tersebut dan sifat fisik dan kimianya, seperti salinitas.

“Jika kita dapat memahami sinyalnya, kita dapat kembali dan mengkarakterisasi akuifer itu sendiri,” kata Roth. “Dan hal ini akan memberi kita lebih banyak kendala dibandingkan sebelumnya dalam memahami air di Mars saat ini dan bagaimana perubahannya selama 4 miliar tahun terakhir. Dan itu akan menjadi langkah maju yang besar.”

Memanfaatkan Data dan Alat yang Ada di Mars

Roth mengatakan pekerjaan di masa depan – yang mengejutkan – akan melibatkan analisis data yang sudah dikumpulkan di Mars.

NASAPendarat Insight, diluncurkan pada tahun 2018, mengirimkan seismometer ke Mars yang telah mendengarkan gempa Mars dan memetakan bawah permukaan. Namun, seismometer kesulitan membedakan air dari gas atau batuan yang kurang padat.

Namun misi tersebut juga menyertakan magnetometer sebagai alat diagnostik untuk membantu seismometer. Menggabungkan data dari magnetometer dan seismometer dapat mengungkap sinyal seismoelektrik, kata para ilmuwan.

Mengirim magnetometer khusus yang dimaksudkan untuk melakukan eksperimen ilmiah pada misi NASA di masa depan berpotensi menghasilkan hasil yang lebih baik, kata para peneliti.

Memperluas Penelitian Seismoelektrik di Luar Mars

“Hal ini tidak terbatas pada Mars — teknik ini memiliki potensi, misalnya, untuk mengukur ketebalan lautan es di bulan Jupiter,” kata Zhu. “Pesan yang ingin kami sampaikan kepada masyarakat adalah adanya fenomena fisik yang menjanjikan — yang kurang mendapat perhatian di masa lalu — yang mungkin memiliki potensi besar untuk geofisika planet.”

Referensi: “Mengkarakterisasi Air Cair di Akuifer Mars Dalam: Pendekatan Seismo-Listrik” oleh N. Roth, T. Zhu dan Y. Gao, 05 Mei 2024, Jurnal Penelitian Geofisika: Planet.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1029/2024JE008292

Yongxin Gao, profesor di Universitas Teknologi Hefei di Tiongkok, juga berkontribusi.

Beasiswa Penn State E. Willard dan Ruby S. Miller serta Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional China mendukung para peneliti yang terlibat dalam pekerjaan ini.



RisalahPos.com Network