Irving, J. C. E. and Lekic, V. and Duran, C. and Drilleau, M. and Kim, D. and Rivoldini, A. and Khan, A. and Samuel, Henri and Antonangeli, D. and Banerdt, W.B. and Beghein, C. and Bozdag, E. and Ceylan, S. and Charalambous, C. and Clinton, J. and Davis, Paul and Garcia, R. and Giardini, D. and Horleston, A. and Huang, Quancheng and Hurst, K. and Kawamura, T. and King, Scott and Knapmeyer, Martin and Li, J. and Lognonne, P. and Maguire, R. and Panning, M. and Plesa, Ana-Catalina and Schimmel, M. and Schmerr, N. and Stähler, S. and Stutzmann, Éléonore and 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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Official URL: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217090120
Abstract
We 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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/195471/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | First observations of core-transiting seismic phases on Mars | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 24 April 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 120 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1073/pnas.2217090120 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | e2217090120 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | National Academy of Sciences | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0027-8424 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Mars InSight Seismology SKS Core | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EW - Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project InSight - HP3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Planetary Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Knapmeyer, Dr. Martin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 14 Jun 2023 12:03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 28 Nov 2023 13:06 |
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