Jyväskyläläismatematiikalla näkee Marsin sisään – maanantaina naapuriplaneetan pinnalle on määrä laskeutua luotain

Luotain mittaa Marsin maanpinnan värähtelyjä, joita analysoidaan Jyväskylän yliopistossa kehitetyä teoriaa hyödyntäen.

Maanantaina Mars-planeetalle on määrä laskeutua ensimmäinen luotain, joka tutkii Marsia pintaa syvemmältä. Tulosten analysoimisessa hyödynnetään Jyväskylän yliopistossa kehitettyä teoriaa. Tarkoituksena on selvittää Marsin maan kuoren värähtelyistä ja planeetan pinnan alaisesta lämpötilasta sitä, millainen on Marsin sisärakenne.

Yhdysvaltain avaruushallinto Nasan lähettämän Insight-luotaimen avulla voidaan ensimmäistä kertaa selvittää monia asioita naapuriplaneettamme sisärakenteesta, sillä aiemmat luotaimet ovat tutkineet vain Marsin ulkopintaa.

 

Matemaattista globaalin seismologian teoriaa kehittää Jyväskylän yliopiston matematiikan ja tilastotieteen laitoksen tutkijatohtori, dosentti Joonas Ilmavirta yhteistyökumppaneineen. Teorian avulla avulla voidaan esimerkiksi mallintaa planeettojen rakennetta.

Maan pinnalla seismometrejä eli maanliikkeen värähtelyjen mittareita on varsin tiuhaan, mutta Marsissa niitä tulee olemaan vain yksi. Tulosten vähäisen määrän vuoksi onkin tärkeää, että saatua tietoa käytetään tarkasti ja älykkäästi.

– Tavoitteenamme on pystyä vetämään luotettavia johtopäätöksiä koko planeetan rakenteesta, kun mittaukset tehdään yhdestä pisteestä planeetan pinnalla, selventää Ilmavirta Jyväskylän yliopiston tiedotteessa.

Tutkimuksessa hyödynnetään useita eri ilmiöitä, kuten Marsin maanjäristyksiä, meteoriittien osumia sekä sekalaista taustakohinaa. Erilaiset kolahdukset saavat Marsin värähtelemään kuin rummun, ja InSight-laskeutujan Euroopassa suunniteltu ja rakennettu SEIS-mittari voi muun muassa kuunnella tuon rummun ääntä.

Merkittävässä roolissa on uusi geometrinen näkökulma. Enää ei ajatella, että maanjäristysaallot kaareutuvat äänennopeuden vaihtelun takia, vaan että aallot kulkevat suoraan epäeuklidisessa geometriassa, jonka kaarevuus johtuu äänennopeuden vaihtelusta.

– Tämä muistuttaa painovoimateoriassa sata vuotta sitten tapahtunutta näkökulmamuutosta. Newton kuvaili, miten Maapallon rata kaareutuu Auringon massan takia, mutta Einsteinin kuvauksessa Maapallo kulkeekin suoraan geometriassa, jota Auringon massa kaareuttaa, vertaa Ilmavirta.

 

Samoja geometrisia ideoita on alettu hyödyntää myös seismologisessa tutkimuksessa kotiplaneetallamme. Jyväskylän yliopiston inversio-ongelmien ryhmässä tutkitaan laajasti fysikaalisiin sovelluksiin liittyviä epäsuoran mittaamisen ongelmia geometrisilla ja muilla matemaattisilla työkaluilla.

Tämä sisältö on vain tilaajille.

Tilaa Keskisuomalainen VerkkoPlus 1 kk / 9,90 €

Tilaa tästä!

Jos olet jo tilaaja, .