Νέοι κρατήρες δημιουργούνται σε πλανητικές επιφάνειες από κρούσεις μετεωριτών, οι οποίες αλλάζουν επίσης τη σύνθεση της ατμόσφαιρας. Τα μετεωροειδή προκαλούν τη δημιουργία σύντομων σεισμικών και ακουστικών κυμάτων κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα και την πρόσκρουση στο έδαφος. Ωστόσο, ο σχηματισμός νέου κρατήρα και τα σχετικά μηχανικά κύματα που προκαλούνται από κρούση δεν έχουν ακόμη παρατηρηθεί από κοινού πέρα από Γη.
Σε μια νέα μελέτη, NASA ανέφερε παρατηρήσεις σεισμικών και ακουστικών κυμάτων από το σεισμόμετρο του προσεδάφισης της NASA InSight. Οι παρατηρήσεις συνδέονται με τα τέσσερα συμβάντα πρόσκρουσης μετεωροειδών στον Άρη που παρατηρήθηκαν σε εικόνες διαστημικού σκάφους. Οι κρούσεις κυμάνθηκαν μεταξύ 53 και 180 μιλίων (85 και 290 χιλιομέτρων) από την τοποθεσία του InSight, μια περιοχή Μάρτιος που ονομάζεται Elysium Planitia.
Το πρώτο από τα τέσσερα επιβεβαιωμένα μετεωροειδή, ο όρος για τους διαστημικούς βράχους πριν προσκρούσουν στο έδαφος, έκανε την πιο δραματική είσοδο: Έπληξε Η ατμόσφαιρα του Άρη στις 5 Σεπτεμβρίου 2021, ξεσπώντας σε τουλάχιστον τρία θραύσματα που το καθένα άφησε έναν κρατήρα πίσω του.
Πιστώσεις: NASA/JPL-Caltech/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα
Στη συνέχεια, το Mars Reconnaissance Orbiter της NASA πέταξε πάνω από την εκτιμώμενη τοποθεσία πρόσκρουσης για να επιβεβαιώσει την τοποθεσία. Η ασπρόμαυρη κάμερα περιβάλλοντος αποκάλυψε τρία σκοτεινά σημεία στην επιφάνεια. Η ομάδα του τροχιακού χρησιμοποίησε την κάμερα HiRISE για να αποκτήσει ένα έγχρωμο κοντινό πλάνο των κρατήρων αφού είχαν εντοπίσει αυτά τα μέρη.
Η Ίνγκριντ Ντάμπαρ από το Πανεπιστήμιο Μπράουν, συν-συγγραφέας μιας εργασίας και ειδικός στις κρούσεις στον Άρη, είπε: «Μετά από τρία χρόνια αναμονής του InSight για τον εντοπισμό πρόσκρουσης, αυτοί οι κρατήρες έμοιαζαν όμορφοι».
Αφού ανέλυσαν προηγούμενα δεδομένα, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι τρεις άλλες επιπτώσεις είχαν συμβεί στις 27 Μαΐου 2020. 18 Φεβρουαρίου 2021; και 31 Αυγούστου 2021.
Το γιατί δεν υπήρξαν περισσότερες συγκρούσεις μετεωροειδών στον Άρη έχει μπερδέψει τους ερευνητές. Η κύρια ζώνη αστεροειδών του ηλιακού συστήματος βρίσκεται ακριβώς δίπλα στον Κόκκινο Πλανήτη, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν αρκετοί διαστημικοί βράχοι κοντά για να καθαρίσουν την επιφάνεια του πλανήτη. Επειδή η ατμόσφαιρα του Άρη είναι μόλις 1% παχύτερη από την ατμόσφαιρα της Γης, περισσότεροι μετεωροειδή διέρχονται από αυτόν χωρίς να αποσυντίθενται.
Το σεισμόμετρο του InSight έχει ανιχνεύσει πάνω από 1,300 σεισμούς. Το όργανο είναι τόσο ευαίσθητο που μπορεί να ανιχνεύσει σεισμικά κύματα από χιλιάδες μίλια μακριά. Όμως, το γεγονός της 5ης Σεπτεμβρίου 2021 σηματοδοτεί την πρώτη φορά που επιβεβαιώθηκε μια πρόσκρουση ως η αιτία τέτοιων κυμάτων.
Η ομάδα του InSight υποψιάζεται ότι «Άλλες επιπτώσεις μπορεί να έχουν καλυφθεί από τον θόρυβο του ανέμου ή τις εποχιακές αλλαγές στην ατμόσφαιρα. Αλλά τώρα που ανακαλύφθηκε η χαρακτηριστική σεισμική υπογραφή μιας πρόσκρουσης στον Άρη, οι επιστήμονες αναμένουν να βρουν περισσότερα κρυφά στα σχεδόν τέσσερα χρόνια δεδομένων του InSight».
Τα σεισμικά δεδομένα παρέχουν πολλές υποδείξεις που θα βελτιώσουν την κατανόηση των επιστημόνων για τον Κόκκινο Πλανήτη. Πλέον marsquakes πυροδοτούνται από την πίεση και τη θερμότητα που προκαλείται από το σπάσιμο των υποκείμενων πετρωμάτων. Οι επιστήμονες μπορούν να αναλύσουν ο φλοιός του Άρη, μανδύα και πυρήνα παρατηρώντας πώς μεταβάλλονται τα σεισμικά κύματα καθώς περνούν μέσα από διάφορα υλικά.
Οι τέσσερις κρούσεις μετεωροειδών που έχουν επιβεβαιωθεί μέχρι στιγμής προκάλεσαν μικρούς σεισμούς με μέγεθος όχι μεγαλύτερο από 2.0. Αυτοί οι μικρότεροι σεισμοί παρέχουν στους επιστήμονες μόνο μια ματιά στον φλοιό του Άρη, ενώ τα σεισμικά σήματα από μεγαλύτερους σεισμούς, όπως το συμβάν μεγέθους 5 που συνέβη τον Μάιο του 2022, μπορούν επίσης να αποκαλύψουν λεπτομέρειες σχετικά με τον μανδύα και τον πυρήνα του πλανήτη.
Ο κύριος συγγραφέας της εργασίας, Raphael Garcia του Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace στην Τουλούζη, Γαλλία, είπε, «Αλλά οι επιπτώσεις θα είναι κρίσιμες για τη βελτίωση του χρονοδιαγράμματος του Άρη. Οι επιπτώσεις είναι τα ρολόγια του ηλιακού συστήματος. Πρέπει να γνωρίζουμε το ποσοστό πρόσκρουσης σήμερα για να εκτιμήσουμε την ηλικία διαφορετικών επιφανειών».
Μετρώντας τον αριθμό των κρατήρων πρόσκρουσης που υπάρχουν στην επιφάνεια ενός πλανήτη, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν την ηλικία της επιφάνειας του πλανήτη. Οι επιστήμονες μπορούν στη συνέχεια να προσδιορίσουν πόσες περισσότερες επιπτώσεις συνέβησαν νωρίτερα ιστορία του ηλιακού συστήματος βαθμονομώντας τα στατιστικά τους μοντέλα ανάλογα με το πόσο συχνά παρατηρούν τις επιπτώσεις που συμβαίνουν.
Η τροχιά ενός μετεωροειδούς και το μέγεθος του κρουστικού κύματος μπορούν να αναδημιουργηθούν χρησιμοποιώντας πληροφορίες από το InSight και τις τροχιακές εικόνες. Κάθε μετεωροειδής παράγει μια έκρηξη όταν χτυπά τη Γη και ένα ωστικό κύμα όταν χτυπά την ατμόσφαιρα. Τα ηχητικά κύματα από αυτά τα περιστατικά ταξιδεύουν στην ατμόσφαιρα. Όταν αυτό το ηχητικό κύμα φτάσει στο InSight, το έδαφος γέρνει πιο δραματικά όσο μεγαλύτερη είναι η έκρηξη. Το σεισμόμετρο στο προσεδάφιο είναι αρκετά ευαίσθητο για να μετρήσει πόσο και προς ποια κατεύθυνση γέρνει το έδαφος ως αποτέλεσμα ενός τέτοιου γεγονότος.
Ο Γκαρσία είπε, «Μαθαίνουμε περισσότερα για την ίδια τη διαδικασία επιπτώσεων. Μπορούμε τώρα να ταιριάξουμε διαφορετικά μεγέθη κρατήρων με συγκεκριμένα σεισμικά και ακουστικά κύματα».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. Νεοσχηματισμένοι κρατήρες στον Άρη που εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας δεδομένα σεισμικών και ακουστικών κυμάτων από το InSight. Nat. Geosci. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
