Pada 26 November 2018, misi Eksplorasi Interior NASA menggunakan Investigations, Geodesy, and Heat Transport (InSight) mendarat di Mars.

Ini merupakan tonggak penting dalam eksplorasi Mars karena ini adalah pertama kalinya stasiun penelitian dikerahkan ke permukaan untuk menyelidiki bagian dalam planet tersebut.

Salah satu instrumen terpenting yang digunakan InSight untuk melakukan ini adalah Heat Flow and Physical Properties Package/HP3 (Paket Aliran Panas dan Properti Fisik) yang dikembangkan oleh German Aerospace Center (DLR).

Dikenal juga sebagai Martian Mole, instrumen ini mengukur aliran panas dari dalam planet selama empat tahun.

HP3 dirancang untuk menggali hingga lima meter (~16,5 kaki) ke permukaan untuk merasakan panas lebih dalam di bagian dalam Mars.

Sayangnya, Mole kesulitan menggali dan akhirnya masuk tepat di bawah permukaan, yang merupakan kejutan bagi para ilmuwan.

Meskipun demikian, Mole mengumpulkan banyak data tentang fluktuasi harian dan musiman di bawah permukaan.

Analisis data ini oleh tim dari German Aerospace Center (DLR) telah menghasilkan wawasan baru tentang mengapa tanah Mars begitu "berkerak".

Menurut temuan mereka, suhu di 40 cm (~16 inci) teratas permukaan Mars menyebabkan terbentuknya lapisan garam yang mengeraskan tanah.

Diterbitkan dalam jurnal Geophysical Research Letters, analisis tersebut dilakukan oleh tim dari Microgravity User Support Center (MUSC) dari DLR Space Operations and Astronaut Training Institution di Cologne, yang bertanggung jawab untuk mengawasi eksperimen HP3.

Data panas yang diperoleh dari bagian dalam dapat menjadi bagian penting untuk memahami evolusi geologi Mars dan menjawab teori tentang wilayah intinya.

Saat ini, para ilmuwan menduga bahwa aktivitas geologi di Mars sebagian besar berhenti pada akhir periode Hesperian (sekitar 3 miliar tahun lalu), meskipun ada bukti bahwa lava masih mengalir di sana hingga saat ini.

Hal ini kemungkinan disebabkan oleh pendinginan bagian dalam Mars yang lebih cepat karena massa dan tekanannya yang lebih rendah.

Para ilmuwan berteori bahwa hal ini menyebabkan inti luar Mars mengeras sementara inti dalamnya menjadi cair—meskipun hal ini masih menjadi pertanyaan terbuka.

Dengan membandingkan suhu bawah permukaan yang diperoleh oleh InSight dengan suhu permukaan, tim DLR dapat mengukur laju perpindahan panas di kerak (difusivitas termal) dan konduktivitas termal.

Dari sini, kepadatan tanah Mars dapat diperkirakan untuk pertama kalinya.

Tim tersebut menentukan bahwa kepadatan tanah paling atas 30 cm (~12 inci) sebanding dengan pasir basaltik—sesuatu yang tidak diantisipasi berdasarkan data pengorbit.

Material ini umum di Bumi dan terbentuk dari pelapukan batuan vulkanik yang kaya akan zat besi dan magnesium.

Di bawah lapisan ini, kepadatan tanah sebanding dengan pasir terkonsolidasi dan fragmen basal yang lebih kasar.

Tilman Spohn, peneliti utama eksperimen HP3 di DLR Institute of Planetary Research, menjelaskan dalam siaran pers DLR:

“Untuk mendapatkan gambaran tentang sifat mekanis tanah, saya suka membandingkannya dengan busa bunga, yang banyak digunakan dalam tata bunga untuk rangkaian bunga."

"Ini adalah material yang ringan dan sangat berpori, yang akan menghasilkan lubang saat batang tanaman ditekan ke dalamnya "

"Selama tujuh hari di Mars, kami mengukur konduktivitas termal dan fluktuasi suhu dalam interval pendek."

“Selain itu, kami terus mengukur suhu harian tertinggi dan terendah selama tahun Mars kedua. Suhu rata-rata di kedalaman probe termal sepanjang 40 sentimeter adalah -56°C (217,5 Kelvin)."

"Catatan ini, yang mendokumentasikan kurva suhu selama siklus harian dan variasi musiman, adalah yang pertama di Mars.”

Karena tanah Mars yang berkerak (alias “duricrust”) meluas hingga kedalaman 20 cm (~8 inci), Mole berhasil menembus sedikit lebih dari 40 cm (~16 inci)—jauh di bawah target 5 m (~16,5 kaki).

Meskipun demikian, data yang diperoleh pada kedalaman ini telah memberikan wawasan berharga tentang perpindahan panas di Mars.

Oleh karena itu, tim menemukan bahwa suhu tanah hanya berfluktuasi sebesar 5°C hingga 7°C (9°F hingga 12,5°F) selama satu hari di Mars, yang merupakan sebagian kecil dari fluktuasi yang diamati di permukaan—110°C hingga 130°C (230°F hingga 266°F).

Secara musiman, mereka mencatat fluktuasi suhu sebesar 13°C (~23,5°F) sambil tetap berada di bawah titik beku air di Mars pada lapisan-lapisan dekat permukaan.

Hal ini menunjukkan bahwa tanah Mars merupakan isolator yang sangat baik, yang secara signifikan mengurangi perbedaan suhu yang besar pada kedalaman yang dangkal.

Hal ini memengaruhi berbagai sifat fisik di tanah Mars, termasuk elastisitas, konduktivitas termal, kapasitas panas, pergerakan material di dalamnya, dan kecepatan gelombang seismik dapat melewatinya.

“Suhu juga memiliki pengaruh kuat pada reaksi kimia yang terjadi di tanah, pada pertukaran dengan molekul gas di atmosfer, dan karenanya juga pada proses biologis potensial terkait kemungkinan kehidupan mikroba di Mars,” kata Spohn.

“Wawasan tentang sifat dan kekuatan tanah Mars ini juga sangat menarik bagi eksplorasi manusia di Mars di masa mendatang.”

Namun, yang paling menarik adalah bagaimana fluktuasi suhu memungkinkan pembentukan air garam selama 10 jam sehari (ketika ada cukup kelembapan di atmosfer) di musim dingin dan semi.

Oleh karena itu, pemadatan air garam ini adalah penjelasan yang paling mungkin untuk lapisan duricrust di bawah permukaan.

Informasi ini dapat terbukti sangat berguna saat misi masa depan menjelajahi Mars dan mencoba menyelidiki di bawah permukaan untuk mempelajari lebih lanjut tentang sejarah Planet Merah. (kpo)