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First observations of core-transiting seismic phases on Mars
Irving, J. C. E. und Lekic, V. und Duran, C. und Drilleau, M. und Kim, D. und Rivoldini, A. und Khan, A. und Samuel, Henri und Antonangeli, D. und Banerdt, W.B. und Beghein, C. und Bozdag, E. und Ceylan, S. und Charalambous, C. und Clinton, J. und Davis, Paul und Garcia, R. und Giardini, D. und Horleston, A. und Huang, Quancheng und Hurst, K. und Kawamura, T. und King, Scott und Knapmeyer, Martin und Li, J. und Lognonne, P. und Maguire, R. und Panning, M. und Plesa, Ana-Catalina und Schimmel, M. und Schmerr, N. und Stähler, S. und Stutzmann, Éléonore und Xu, Z.
(2023)
First observations of core-transiting seismic phases on Mars.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 120 (18), e2217090120.
National Academy of Sciences.
doi: 10.1073/pnas.2217090120.
ISSN 0027-8424.
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- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
29MB |
Offizielle URL: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217090120 KurzfassungWe present the first observations of seismic waves propagating through the core of Mars. These observations, made using seismic data collected by the InSight geophysical mission, have allowed us to construct the first seismically constrained models for the elastic properties of Mars’ core. We observe core-transiting seismic phase SKS from two farside seismic events detected on Mars and measure the travel times of SKS relative to mantle traversing body waves. SKS travels through the core as a compressional wave, providing information about bulk modulus and density. We perform probabilistic inversions using the core-sensitive relative travel times together with gross geophysical data and travel times from other, more proximal, seismic events to seek the equation of state parameters that best describe the liquid iron-alloy core. Our inversions provide constraints on the velocities in Mars’ core and are used to develop the first seismically based estimates of its composition. We show that models informed by our SKS data favor a somewhat smaller (median core radius = 1,780 to 1,810 km) and denser (core density = 6.2 to 6.3 g/cm3) core compared to previous estimates, with a P-wave velocity of 4.9 to 5.0 km/s at the core–mantle boundary, with the composition and structure of the mantle as a dominant source of uncertainty. We infer from our models that Mars’ core contains a median of 20 to 22 wt% light alloying elements when we consider sulfur, oxygen, carbon, and hydrogen. These data can be used to inform models of planetary accretion, composition, and evolution. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/195471/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | First observations of core-transiting seismic phases on Mars |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Irving, J. C. E. | University of Bristol, School of Earth Sciences, Bristol, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lekic, V. | Department of Geology, University of Maryland, College Park, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Duran, C. | Institute of Geophysics, ETH Zürich, Zürich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Drilleau, M. | ISAE-SUPAERO, Toulouse University, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kim, D. | ETH Zurich, Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rivoldini, A. | Royal Observatory of Belgium And Université catholique de Louvain, Earth and Life Institute (ELI), Georges Lemaître Centre for Earth and Climate Research (TECLIM), Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Khan, A. | Institut für Geophysik, ETH Zürich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Samuel, Henri | Institut de Physique du Globe de Paris, CNRS, Université de Paris, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Antonangeli, D. | Sorbonne Université - MNHN - CNRS - IMPMC, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Banerdt, W.B. | Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Beghein, C. | UCLA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bozdag, E. | Department of Geophysics, Colorado School of Mines, Golden, CO, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ceylan, S. | Institute of Geophysics, ETH Zurich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Charalambous, C. | Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College, South Kensington Campus, London, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Clinton, J. | Swiss Seismological Service, ETH Zürich, Zürich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Davis, Paul | University of California, Los Angeles, Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, Los Angeles, CA, United States | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Garcia, R. | ISAE-SUPAERO, Toulouse University, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Giardini, D. | Institute of Geophysics/Swiss Seismological Service, Swiss Federal Institute of Technology, (ETHZ), Honggerberg, CH-3093 Zurich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Horleston, A. | University of Bristol | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Huang, Quancheng | Department of Geophysics, Colorado School of Mines, Golden, CO 80401 | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hurst, K. | JPL, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kawamura, T. | Institut de Physique du Globe de Paris, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | King, Scott | Virginia Tech Geosciences, Blacksburg, VA, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Knapmeyer, Martin | Martin.Knapmeyer (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-0319-2514 | NICHT SPEZIFIZIERT | Li, J. | UCLA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lognonne, P. | IPGP - Paris | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Maguire, R. | Department of Geology, University of Maryland, College Park, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Panning, M. | Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, PasadenaUSA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Plesa, Ana-Catalina | Ana.Plesa (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-3366-7621 | NICHT SPEZIFIZIERT | Schimmel, M. | Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schmerr, N. | Department of Geology, University of Maryland, College Park, MD 20742 | https://orcid.org/0000-0002-3256-1262 | NICHT SPEZIFIZIERT | Stähler, S. | ETH, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Stutzmann, Éléonore | Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Diderot, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Xu, Z. | Institut de Physique du Globe, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 24 April 2023 |
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Erschienen in: | Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Nein |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 120 |
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DOI: | 10.1073/pnas.2217090120 |
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Seitenbereich: | e2217090120 |
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Verlag: | National Academy of Sciences |
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ISSN: | 0027-8424 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | Mars InSight Seismology SKS Core |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Erforschung des Weltraums |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R EW - Erforschung des Weltraums |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Projekt InSight - HP3 |
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Standort: |
Berlin-Adlershof
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Planetenforschung > Planetenphysik |
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Hinterlegt von: |
Knapmeyer, Dr. Martin
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Hinterlegt am: | 14 Jun 2023 12:03 |
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Letzte Änderung: | 28 Nov 2023 13:06 |
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