Abstrak
Mempelajari struktur kerak dangkal Mars dapat memberikan wawasan berharga tentang evolusi geologi dan perubahan iklim planet tersebut. Kami merancang skema baru untuk mengekstrak gerakan partikel gelombang P dari peristiwa seismik frekuensi rendah yang direkam oleh misi InSight. Dengan menganalisis ketergantungan frekuensi gerakan ini, kami membalikkan struktur kecepatan gelombang S di beberapa kilometer teratas di bawah lokasi pendaratan. Hasil kami mengungkapkan diskontinuitas yang jelas pada kedalaman sekitar 0,75 km, dengan interval kepercayaan 68% sebesar ±0,25 km, yang ditandai dengan peningkatan kecepatan gelombang S dari sekitar 1,34 km/dtk (±0,37 km/dtk) di atas menjadi sekitar 1,90 km/dtk (±0,18 km/dtk) di bawah. Diskontinuitas tersebut dicirikan oleh transisi yang tajam, setebal sekitar 0,1 km, bukan zona yang luas. Fitur-fitur yang diamati ini kuat dengan pengaruh minimal dari pemrosesan data dan asumsi sebelumnya tentang struktur yang lebih dangkal (dalam 0,2 km teratas), dan secara konsisten diselesaikan dalam penumpukan multiperistiwa dan inversi peristiwa tunggal. Bersama dengan pengamatan sebelumnya, temuan kami menunjukkan bahwa diskontinuitas peningkatan kecepatan yang tergambar dapat menandakan bagian atas batuan dasar basaltik yang relatif utuh (kurang berubah atau dimodifikasi oleh pelapukan permukaan atau fragmentasi benturan), sementara struktur di atasnya ditafsirkan sebagai kombinasi sedimen berumur Noachian hingga Hesperian awal dengan basal Hesperian dan Amazon.
Poin-poin Utama
- Struktur kecepatan gelombang S di beberapa kilometer teratas di bawah wahana pendarat InSight dibatasi oleh data gerakan partikel gelombang P
- Peningkatan kecepatan secara tiba-tiba pada kedalaman ∼0,75 km dapat menandakan puncak batuan dasar basaltik purba
- Lapisan tepat di atas kedalaman ∼0,75 km mungkin berasal dari sedimen, yang berasal dari zaman Noachian hingga awal Hesperian.
Ringkasan Bahasa Sederhana
Data medan gelombang ambien InSight dan rekaman gempa mars telah memungkinkan penentuan struktur dekat permukaan skala halus (kurang dari 200 m) dan struktur kerak skala besar (lebih dari beberapa kilometer) di Mars. Namun, struktur skala menengah sebagian besar masih belum dieksplorasi. Untungnya, InSight merekam lebih dari selusin gempa mars berkualitas tinggi dengan sinyal seismik yang jelas, termasuk gelombang P, yang mendorong dan menarik tanah untuk bergerak ke arah yang sama dengan perjalanan gelombang, dan gelombang S, yang mengguncang tanah dari sisi ke sisi. Dengan menganalisis bagaimana tanah bergerak selama kedatangan gelombang P, kami dapat memperkirakan bagaimana kecepatan gelombang S berubah di beberapa kilometer teratas di bawah pendarat. Temuan kami menunjukkan peningkatan tajam dalam kecepatan gelombang S pada kedalaman sekitar 0,75 km, yang kemungkinan menandai transisi dari material permukaan yang retak sangat longgar menjadi batuan basaltik kuno yang relatif padat di bawahnya. Hasil ini memberikan kendala baru pada stratifikasi di bawah area pendaratan InSight.
