Durch Meteoriteneinschläge entstehen auf Planetenoberflächen neue Krater, die auch die Zusammensetzung der Atmosphäre verändern. Meteoroide verursachen kurze seismische und akustische Wellen, die beim Eintritt in die Atmosphäre und beim Aufprall auf den Boden erzeugt werden. Neue Kraterbildung und damit verbundene stoßinduzierte mechanische Wellen wurden jedoch noch nicht gemeinsam darüber hinaus beobachtet Die Erde .
In einer neuen Studie NASA berichteten über Beobachtungen von seismischen und akustischen Wellen vom Seismometer des NASA InSight-Landers. Die Beobachtungen sind mit den vier Meteoriteneinschlägen auf dem Mars verknüpft, die in Bildern von Raumfahrzeugen beobachtet wurden. Die Auswirkungen reichten zwischen 53 und 180 Meilen (85 und 290 Kilometer) vom Standort von InSight, einer Region von Mars Elysium Planitia genannt.
Der erste der vier bestätigten Meteoroiden, die Bezeichnung für Weltraumfelsen, bevor sie auf den Boden aufschlagen, hatte den dramatischsten Auftritt: Er schlug ein Atmosphäre des Mars am 5. September 2021 und zerbrach in mindestens drei Scherben, die jeweils einen Krater hinterließen.
Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Dann flog der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA über die geschätzte Einschlagstelle, um die Position zu bestätigen. Seine Schwarzweiß-Kontextkamera zeigte drei dunkle Flecken auf der Oberfläche. Das Team des Orbiters nutzte die HiRISE-Kamera, um eine farbige Nahaufnahme der Krater zu erhalten, nachdem sie diese Stellen lokalisiert hatten.
Ingrid Daubar von der Brown University, Co-Autorin eines Artikels und Spezialistin für Mars-Einschläge, sagte: „Nachdem InSight drei Jahre lang darauf gewartet hatte, einen Einschlag zu entdecken, sahen diese Krater wunderschön aus.“
Nach der Analyse früherer Daten bestätigten die Wissenschaftler, dass am 27. Mai 2020 drei weitere Auswirkungen aufgetreten waren; 18. Februar 2021; und 31. August 2021.
Warum es auf dem Mars nicht mehr Meteoriten-Kollisionen gegeben hat, hat die Forscher verblüfft. Der primäre Asteroidengürtel des Sonnensystems befindet sich direkt neben dem Roten Planeten, was bedeutet, dass es in der Nähe genügend Weltraumfelsen gibt, um die Oberfläche des Planeten zu durchkämmen. Da die Marsatmosphäre nur 1 % dicker ist als die der Erde, passieren mehr Meteoroiden sie, ohne sich aufzulösen.
Das Seismometer von InSight hat über 1,300 Marsbeben registriert. Das Instrument ist so empfindlich, dass es seismische Wellen aus Tausenden von Kilometern Entfernung erkennen kann. Aber das Ereignis vom 5. September 2021 markiert das erste Mal, dass ein Aufprall als Ursache solcher Wellen bestätigt wurde.
Das vermutet das Team von InSight „Andere Auswirkungen könnten durch Windgeräusche oder saisonale Veränderungen in der Atmosphäre verdeckt worden sein. Aber jetzt, da die charakteristische seismische Signatur eines Einschlags auf dem Mars entdeckt wurde, erwarten die Wissenschaftler, dass sie in den fast vierjährigen Daten von InSight noch mehr verbergen werden.“
Seismische Daten liefern zahlreiche Hinweise, die das Verständnis der Wissenschaftler über den Roten Planeten verbessern werden. Die meisten Marsbeben werden durch druck- und hitzeinduziertes Brechen darunter liegender Gesteine ausgelöst. Wissenschaftler können analysieren Kruste des Mars, Mantel und Kern, indem sie beobachten, wie sich seismische Wellen beim Durchgang durch verschiedene Materialien verändern.
Die vier bisher bestätigten Meteoriteneinschläge erzeugten kleine Beben mit einer Magnitude von nicht mehr als 2.0. Diese kleineren Beben bieten Wissenschaftlern nur einen Einblick in die Marskruste, während seismische Signale von größeren Beben, wie dem Ereignis der Stärke 5 im Mai 2022, auch Details über den Mantel und den Kern des Planeten enthüllen können.
Der Hauptautor der Veröffentlichung, Raphael Garcia vom Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace in Toulouse, Frankreich, sagte, „Aber die Auswirkungen werden entscheidend sein, um die Zeitlinie des Mars zu verfeinern. Einschläge sind die Uhren des Sonnensystems. Wir müssen die Impaktrate heute kennen, um das Alter verschiedener Oberflächen abzuschätzen.“
Durch Zählen der Anzahl der Einschlagskrater auf der Oberfläche eines Planeten können Wissenschaftler das Alter der Planetenoberfläche bestimmen. Wissenschaftler können dann bestimmen, wie viele weitere Einschläge früher im Jahr aufgetreten sind Geschichte des Sonnensystems indem sie ihre statistischen Modelle danach kalibrieren, wie häufig sie Auswirkungen beobachten.
Die Flugbahn und die Größe der Schockwelle eines Meteoriten können mithilfe von Informationen aus InSight und Orbitalbildern rekonstruiert werden. Jeder Meteoroid erzeugt eine Explosion, wenn er auf die Erde trifft, und eine Schockwelle, wenn er auf die Atmosphäre trifft. Schallwellen von diesen Vorfällen breiten sich durch die Atmosphäre aus. Wenn diese Schallwelle InSight erreicht, wird der Boden umso dramatischer geneigt, je größer die Explosion ist. Das Seismometer des Landers ist empfindlich genug, um zu messen, wie stark und in welche Richtung sich der Boden bei einem solchen Ereignis neigt.
Garcia sagte: „Wir lernen mehr über den Aufprallprozess selbst. Wir können jetzt unterschiedliche Kratergrößen bestimmten seismischen und akustischen Wellen zuordnen.“
Journal Referenz:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. Neu gebildete Krater auf dem Mars, die mithilfe von seismischen und Schallwellendaten von InSight lokalisiert wurden. Nat. Geosci. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
