מכתשים חדשים נוצרים על משטחים פלנטריים על ידי פגיעות מטאוריטים, אשר גם משנות את הרכב האטמוספירה. מטאורואידים גורמים להיווצרות גלים סייסמיים ואקוסטיים קצרים במהלך כניסה אטמוספרית ופגיעה בקרקע. עם זאת, היווצרות מכתש חדשה וגלים מכניים הקשורים בהשפעה טרם נצפו במשותף מעבר כדור הארץ.
במחקר חדש, נאס"א דיווחו על תצפיות של גלים סייסמיים ואקוסטיים ממד הסייסמומטר של נחתת InSight של נאס"א. התצפיות מקושרות לארבעת אירועי פגיעת המטאורואידים על מאדים שנצפו בתמונות חללית. ההשפעות נעו בין 53 ל-180 מייל (85 ו-290 ק"מ) מהמיקום של InSight, אזור של מַאְדִים נקרא Elysium Planitia.
הראשון מבין ארבעת המטאורואידים המאושרים, המונח לסלעי חלל לפני שהם פוגעים בקרקע, עשה את הכניסה הדרמטית ביותר: הוא פגע האטמוספירה של מאדים ב-5 בספטמבר 2021, נפרצו לפחות לשלושה רסיסים שכל אחד מהם השאיר מכתש מאחור.
קרדיטים: נאס"א/JPL-Caltech/אוניברסיטת אריזונה
לאחר מכן, מטוס סיור מאדים של נאס"א טס מעל אתר ההשפעה המשוער כדי לאשר את המיקום. מצלמת ההקשר בשחור-לבן שלה חשפה שלושה כתמים כהים על פני השטח. הצוות של המסלול השתמש במצלמת HiRISE כדי לקבל תקריב צבעוני של המכתשים לאחר שהם איתרו את המקומות הללו.
אינגריד דאובר מאוניברסיטת בראון, מחברת שותפה של מאמר ומומחית להשפעות על מאדים, אמרה, "אחרי שלוש שנים שבהן חיכתה InSight לגלות פגיעה, המכתשים האלה נראו יפים."
לאחר ניתוח נתונים קודמים, מדענים אישרו ששלוש השפעות אחרות התרחשו ב-27 במאי 2020; 18 בפברואר 2021; ו-31 באוגוסט 2021.
מדוע לא היו יותר התנגשויות מטאורואידים על מאדים הביאה את החוקרים. חגורת האסטרואידים העיקרית של מערכת השמש נמצאת ממש ליד הכוכב האדום, מה שאומר שיש מספיק סלעי חלל בקרבת מקום כדי לסרוק את פני הכוכב. מכיוון שהאטמוספירה של מאדים עבה רק ב-1% מזו של כדור הארץ, יותר מטאורואידים עוברים דרכה מבלי להתפורר.
מד הסייסמומטר של InSight זיהה למעלה מ-1,300 רעידות. המכשיר כל כך רגיש שהוא יכול לזהות גלים סיסמיים ממרחק אלפי קילומטרים. אבל האירוע ב-5 בספטמבר 2021 מציין את הפעם הראשונה שבה אושרה פגיעה כגורם לגלים כאלה.
הצוות של InSight חושד בכך "ייתכן שהשפעות אחרות הוסתרו על ידי רעשי רוח או שינויים עונתיים באטמוספרה. אבל כעת, לאחר שהתגלתה החתימה הסיסמית הייחודית של פגיעה במאדים, מדענים מצפים למצוא מסתור נוסף בתוך כמעט ארבע שנות הנתונים של InSight.
נתונים סיסמיים מספקים רמזים רבים שישפרו את הבנתם של המדענים לגבי הכוכב האדום. רוב מרסקשוקות מופעלים על ידי לחץ ושבירת חום של הסלעים הבסיסיים. מדענים יכולים לנתח קרום המאדים, מעטפת וליבה על ידי התבוננות כיצד גלים סיסמיים משתנים כשהם עוברים דרך חומרים שונים.
ארבע פגיעות המטאורואיד שאושרו עד כה יצרו רעידות קטנות בעוצמה של לא יותר מ-2.0. רעידות קטנות יותר אלו מספקות למדענים רק הצצה לקרום המאדים, בעוד שאותות סיסמיים מרעידות גדולות יותר, כמו האירוע בעוצמה 5 שהתרחש במאי 2022, יכולים גם לחשוף פרטים על מעטפת כוכב הלכת וליבתו.
המחבר הראשי של נייר, רפאל גרסיה מ-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace בטולוז, צרפת, אמר, "אבל ההשפעות יהיו קריטיות לחידוד ציר הזמן של מאדים. השפעות הן השעונים של מערכת השמש. אנחנו צריכים לדעת את שיעור ההשפעה היום כדי להעריך את הגיל של משטחים שונים".
על ידי ספירת מספר מכתשי הפגיעה הקיימים על פני כוכב הלכת, מדענים יכולים לקבוע את גיל פני הכוכב. מדענים יכולים אז לקבוע כמה השפעות נוספות התרחשו קודם לכן ההיסטוריה של מערכת השמש על ידי כיול המודלים הסטטיסטיים שלהם בהתאם לתדירות שבה הם צופים בהשפעות המתרחשות.
ניתן לשחזר מסלול וגודל גלי ההלם של מטאורואיד באמצעות מידע מ-InSight ותמונות מסלול. כל מטאורואיד מייצר פיצוץ כשהוא פוגע בכדור הארץ וגל הלם כשהוא פוגע באטמוספירה. גלי קול מתקריות אלה עוברים על פני האטמוספירה. כאשר גל הקול הזה מגיע ל-InSight, הקרקע נוטה בצורה דרמטית יותר ככל שהפיצוץ גדול יותר. הסיסמומטר על הנחתת רגיש מספיק כדי למדוד עד כמה ובאיזה כיוון הקרקע נוטה כתוצאה מאירוע כזה.
גרסיה אמר, "אנחנו לומדים יותר על תהליך ההשפעה עצמו. כעת נוכל להתאים גדלי מכתשים שונים לגלים סייסמיים ואקוסטיים ספציפיים".
עיון ביומן:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. מכתשים חדשים שנוצרו על מאדים הממוקמים באמצעות נתוני גלים סיסמיים ואקוסטיים מ-InSight. נאט. Geosci. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
