Naš geofizičar s australskom adresom, prof. dr. sc. Hrvoje Tkalčić nastavlja odličnu svoju godinu objavom novog rada u časopisu Nature Astronomy, trećeg u uglednoj Natureovoj obitelji. Riječ je o razvoju nove metode skeniranja duboke unutrašnjosti planeta u Sunčevom sustavu kako bi se potvrdilo imaju li jezgru u svojem središtu. Metoda radi slično kao ultrazvučno skeniranje pomoću zvučnih valova za stvaranje slika pacijentova tijela, i zahtijeva samo jedan seizmometar na površini planete. Također se može koristiti i za potvrdu veličine jezgre planeta.
Koristeći vlastitu inovativnu metodu za skeniranje cijele unutrašnjosti Marsa, znanstvenici su potvrdili da Crveni planet ima veliku jezgru što je potvrda rezultata momčadi znanstvenika MQS iz 2021. godine. Suautor studije, profesor Hrvoje Tkalčić s ANU-a, rekao je da su na temelju podataka prikupljenih tehnikom ANU-a doktorand Sheng Wang i on utvrdili da je jezgra Marsa, koja je manja od Zemljine ali velika u usporedbi sa samim Marsom, promjera oko 3620 kilometara.
- Radi se o novoj ideji i metodu koji proizlazi iz nje. S jedne strane, ono što nam je nekad bio šum, sada je signal. Naime, novim pristupom se analiziraju valovi potresa nekoliko sati nakon nastupa potresa, kad se glavni dio energije valova izgubio, i kad su preostali samo sićušni valovi koji kao jeka reverberiraju od unutrašnjih granica i struktura planeta. Pokazalo se da njih možemo rabiti i efikasnije od glavnih valova potresa, i to već spada u domenu interferometrije. Tako smo npr. Son Pham i ja prije nekoliko godina dokazali postojanje smicajnih valova u unutrašnjoj jezgri Zemlje (rad objavljen u Scienceu), a samim time da je ona u krutom agregatnom stanju, rekao nam je prof. Tkalčić govoreći kako, s druge strane, sve interferometrijske tehnike koje su do sada razvili, baziraju se na postojanju više stotina, pa i više tisuća prijamnika, što u sadašnjim planetarnim misijama nemamo, a po svoj prilici nećemo niti imati u skorijoj budućnosti.
- Naime, u misiji InSight imamo seizmograf na jednoj jedinoj lokaciji. U budućim misijama na planete i druga udaljena tijela Sunčeva sustava, najvjerojatnije ćemo moći slati samo po jedan instrument, barem u bližoj budućnosti. To znači da nam je potrebna tehnika “sondiranja” unutrašnjosti planeta na osnovi opažanja na samo jednom seizmografu. U ovom radu, Sheng Wang i ja postigli smo upravo to. Kako je to moguće? “Poigrali smo se” principom reciprociteta prema kojem nema nikakve razlike u onome što možemo naučiti iz širenja valova kroz unutrašnjost planeta od izvora u točki A do prijamnika u točki B, i obrnuto, od izvora u točki B do prijamnika u točki A. Matematičkim riječnikom, zamijenili smo lokacije izvora - u našem slučaju žarišta potresa ili mjesta udara metorita, i prijamnika, tj. seizmografa. Pokazali smo prvo za “zemaljske” podatke da na ovaj način možemo detektirati postojanje Zemljine jezgre i izmjeriti njezin radijus. Preneseno na Mars, iskoristili smo podatke koje je zabilježio seizmograf misije InSight na način da smo izvorišta valova na Marsu (bilo od marsotresa, bilo od udara meteorita) zamijenili virtualnim seizmografima, a InSightov seizmograf, zamijenili smo virtualnim izvorištem valova. Na taj način verificirali smo postojanje marsovske jezgre (koja je opažena prvi puta prošle godine) i njezin dosta velik radijus u odnosu na Mars, kaže naš znanstvenik nastavljajući kako su u misiji Apollo astronauti instalirali seizmografe na četiri lokacije, ali oni nisu bili širokopojasni kao današnji instrumenti, i za njih nemamo kontinuirane podatke satima nakon lunarnih potresa nego samo podatke za vrijeme i neposredno nakon nastupa lunarnih potresa.
- Prema tome, ne možemo primjeniti istu interferometrijsku metodu koju možemo primijeniti za podatke na Zemlji i Marsu, kaže prof. Tkalčić.
Za sada su ovim novim pristupom pokazali da on daje odlične rezultate za Zemljinu jezgru, i ima potencijal za aplikaciju ne druge planete Sunčeva sustava, njihove pratioce i druga manja tijela kojima želimo skenirati unutrašnjost jednim jedinim instrumentom.
- Osnovni preduvjet za uspješnost ili učinkovitost našeg pristupa je da na planetu na kojem se postavi seizmograf postoje potresi ili drugi događaji koji uzrokoju širenje valova kroz njegovu unutrašnjost (npr. udari meteorita). Konkretno, naš novi metod detektira jezgru, koju možemo usporediti s unutrašnjim motorom svakog planeta. Zašto nas zanima ima li neki planet taj unutrašnji motor? Pa zato jer on pokreće planet iznutra; toplina koja se oslobađa iz jezgre pokreće plašt, potrese i vulkane, a magnetsko polje koje nastaje u jezgri osnovni je preduvjet razvoju života na planetarnoj površini, jer ono predstavlja štit od, za život pogubne radijacije iz svemira. Osim što smo demonstrirali princip i primjenjivost novog pristupa, potvrdili smo postojanje marsovske jezgre i procijenili njezin radijus na 1812+-20 km, što je slično rezultatima koji su objavljeni prošle godine no sasvim drugom metodom i analizom drugog tipa podataka. U znanosti je važno dobiti potvrdu na više mogućih načina, što smo postigli ovdje. No, ako me pitate zašto je ovaj rad prihvaćen u tako prestižnom časopisu kao što je to Nature Astronomy, onda je to vjerojatno zbog kombinacije nove ideje, tehnike, pristupa, i uspješne aplikacije na Mars, kaže prof. Tkalčić.
Izgleda kako je jednostavnost glavna odlika ovog pristupa što znači da bi se puno lakše moglo istraživati planete do kojih možemo doći. Je li ovo točno, ako da na koji način se ovakvi mjerači transportiraju, vjerujem da ne treba letjelica s ljudskom posadom, pitali smo.
- Pokazali smo da možemo sletiti i na puno manje tijelo od Marsa, recimo, na asteroid Ryugu radijusa svega 435 metara, te da možemo uspješno instalirati seizmograf i bez ljudske posade, kao što je to bio slučaj za seizmograf SEIS misije InSight. Čekaju nas velike stvari u ovom stoljeću. Može se dogoditi da nekom novom tehnologijom uspijemo ponijeti u svemir i instalirati mnogobrojne sićušne senzore na površine planeta. Ali još uvijek su seizmografi tipa SEIS-a pravi Rolls Royce-ovi u usporedbi s malim senzorima koje nosimo u našim pametnim telefonima. Zbog toga mislim da će ideja i metod koje smo upravo objavili zaživjeti u praksi, barem u narednom razdoblju, rekao nam je prof. Hrvoje Tkalčić.
Jakog li uspjeha za što? Ljudi napravite lijek, posadite drvo... nešto korisno. Hebale vas teorije relativnosti. Naučite dijecu da popune poreznu prijavu...