Il Sismometer to Investigate Ice and Ocean Structure (SIIOS), finanziato dalla NASA, ha ottenuto buoni risultati negli esperimenti sismici condotti nell'estate nevosa della Groenlandia, secondo un nuovo studio del team SIIOS guidato dall'Università dell'Arizona pubblicato questa settimana in Lettere di ricerca sismologica .

SIIOS potrebbe far parte delle missioni spaziali proposte dalla NASA sulla superficie di Europa o Encelado. Queste lune di Giove e Saturno sono incrostate da un guscio ghiacciato sugli oceani liquidi del sottosuolo, e i dati sismici potrebbero essere utilizzati per definire meglio lo spessore e la profondità di questi strati. Altri punti di interesse sismico su questi mondi potrebbero includere vulcani di ghiaccio, eventi di drenaggio sotto il guscio di ghiaccio e forse anche un tempestivo assaggio dei riverberi dell'impatto di un meteorite.

Per imitare meglio le condizioni della missione, il team SIOS ha collegato i sismometri candidati al volo alla piattaforma e alle gambe di un lander di veicoli spaziali fittizi sepolto e schermato in alluminio sulla calotta glaciale della Groenlandia. Angela Marusiak del Jet Propulsion Laboratory della NASA e colleghi hanno scoperto che le registrazioni del lander delle onde sismiche da sorgenti sismiche passive e attive erano paragonabili alle registrazioni effettuate da altri sismometri e geofoni terrestri fino a un chilometro di distanza.

Sebbene i sismometri collegati abbiano rilevato alcune delle scosse del lander stesso, Marusiak ha affermato che il lander e i sismometri terrestri "si sono comportati in modo molto simile tra loro, che è decisamente promettente, " nel rilevare terremoti e crepe nel ghiaccio.

L'array sperimentale è stato posizionato su un lago subglaciale (una nuova caratteristica in Groenlandia che non era ancora stata studiata con approcci sismici) e i sismometri accoppiati a lander sono stati anche in grado di rilevare l'interfaccia ghiaccio-acqua, che sarebbe uno dei compiti principali dello strumento sui mondi ghiacciati dell'oceano.

Gli scienziati hanno seppellito il lander e i sismometri vicini a un metro di profondità nella neve granulare, e coprì il lander con una scatola di alluminio, per ridurre gli effetti del vento e della variazione di temperatura sugli strumenti. Ciò ha avvicinato l'esperimento alle condizioni atmosferiche che ci si potrebbe aspettare su una luna senz'aria come Europa. Durante una missione mondiale nell'oceano ghiacciato, però, il sismometro verrebbe probabilmente distribuito solo in superficie e potrebbe non essere sepolto.

"Quello che speriamo è se siamo in grado di andare su Europa o Encelado o in uno di questi mondi ghiacciati che non hanno enormi fluttuazioni di temperatura o un'atmosfera molto densa e stiamo portando via quel rumore del vento, essenzialmente stai portando via ciò che causerà un sacco di scosse del lander, " ha spiegato Marusiak, che ha condotto la ricerca mentre era un dottorato di ricerca. studente presso l'Università del Maryland.

E a differenza della Terra, i ricercatori per queste missioni non sarebbero in grado di schierare una vasta gamma di sismometri e raccogliere dati per mesi alla volta per costruire un'immagine dell'interno della luna. L'energia solare disponibile per alimentare i dispositivi sarebbe 25 volte inferiore a quella sulla Terra, e le radiazioni devastanti potrebbero distruggere gli strumenti entro un paio di settimane su una luna come Europa, lei disse.

Dopo aver fatto un giro in elicottero Air Greenland sul sito nell'estate del 2018, il team di spiegamento del SIIOS ha installato il lander sperimentale e l'array sulla calotta di ghiaccio a circa 80 chilometri a nord di Qaanaaq. Per l'esperimento con sorgente attiva, gli strumenti hanno registrato segnali sismici creati dai membri del team che colpiscono piastre di alluminio con una mazza in punti fino a 100 metri dal centro dell'array.

L'array ha quindi effettuato registrazioni passive degli eventi sismici locali e regionali e dello scricchiolio e dei rumori ambientali della calotta glaciale per circa 12 giorni, fino a quando un'insolita neve estiva ha seppellito i pannelli solari che alimentano l'array.

Marusiak era orgogliosa di far parte di una squadra di smobilitazione tutta al femminile, e dalla calorosa accoglienza che gli scienziati hanno ricevuto presso la Thule AFB. Il lavoro non sarebbe stato possibile senza il supporto logistico fornito dalla National Science Foundation, Servizi sul campo polare, e guide locali.

Il team prevede di tornare in Groenlandia quest'estate per testare un prototipo di sismometro progettato per tenere conto di condizioni di radiazione più pronte per la missione, vuoto e vibrazione di lancio, lei disse.