Nieuwe kraters ontstaan op planetaire oppervlakken door meteorietinslagen, die ook de samenstelling van de atmosfeer veranderen. Meteoroïden veroorzaken korte seismische en akoestische golven die worden gegenereerd tijdens atmosferische invoer en grondinslag. Nieuwe kratervorming en gerelateerde impact-geïnduceerde mechanische golven zijn echter nog niet gezamenlijk waargenomen De aarde .
In een nieuwe studie, NASA rapporteerde waarnemingen van seismische en akoestische golven van de seismometer van de NASA InSight-lander. De waarnemingen zijn gekoppeld aan de vier meteoroïde-inslaggebeurtenissen op Mars die zijn waargenomen in ruimtevaartuigbeelden. De inslagen varieerden tussen 53 en 180 kilometer vanaf de locatie van InSight, een regio van maart genaamd Elysium Planitia.
De eerste van de vier bevestigde meteoroïden, de term voor ruimterotsen voordat ze de grond inslaan, maakte de meest dramatische entree: De atmosfeer van Mars op 5 september 2021, uiteenspattend in minstens drie scherven die elk een krater achterlieten.
Credits: NASA/JPL-Caltech/Universiteit van Arizona
Vervolgens vloog NASA's Mars Reconnaissance Orbiter over de geschatte inslaglocatie om de locatie te bevestigen. De zwart-wit Context Camera onthulde drie donkere vlekken op het oppervlak. Het team van de orbiter gebruikte de HiRISE-camera om een kleurenclose-up van de kraters te maken nadat ze deze plaatsen hadden gelokaliseerd.
Ingrid Daubar van Brown University, co-auteur van een paper en specialist in Mars-impact, zei: "Na drie jaar InSight te hebben gewacht om een inslag te detecteren, zagen die kraters er prachtig uit."
Na analyse van eerdere gegevens, bevestigden wetenschappers dat er op 27 mei 2020 nog drie andere effecten waren opgetreden; 18 februari 2021; en 31 augustus 2021.
Waarom er niet meer meteoroïde-botsingen op Mars zijn geweest, heeft onderzoekers verbijsterd. De primaire asteroïdengordel van het zonnestelsel bevindt zich net naast de Rode Planeet, wat betekent dat er voldoende ruimterotsen in de buurt zijn om het oppervlak van de planeet te doorzoeken. Omdat de atmosfeer van Mars slechts 1% dikker is dan die van de aarde, gaan er meer meteoroïden doorheen zonder te desintegreren.
De seismometer van InSight heeft meer dan 1,300 marsbevingen gedetecteerd. Het instrument is zo gevoelig dat het seismische golven op duizenden kilometers afstand kan detecteren. Maar het evenement op 5 september 2021 markeert de eerste keer dat een impact werd bevestigd als de oorzaak van dergelijke golven.
Het team van InSight vermoedt dat "andere effecten kunnen zijn verdoezeld door windgeruis of seizoensveranderingen in de atmosfeer. Maar nu de kenmerkende seismische signatuur van een inslag op Mars is ontdekt, verwachten wetenschappers meer te vinden in de bijna vier jaar aan gegevens van InSight.”
Seismische gegevens bieden tal van hints die het begrip van wetenschappers van de Rode Planeet zullen verbeteren. Meest Marsbevingen worden veroorzaakt door druk en door warmte veroorzaakt breken van onderliggende rotsen. Wetenschappers kunnen analyseren Mars korst, mantel en kern door te observeren hoe seismische golven veranderen als ze door verschillende materialen gaan.
De vier tot nu toe bevestigde meteoroïde-inslagen veroorzaakten kleine bevingen met een kracht van niet meer dan 2.0. Die kleinere aardbevingen bieden wetenschappers slechts een glimp van de korst van Mars, terwijl seismische signalen van grotere aardbevingen, zoals de magnitude 5 gebeurtenis die plaatsvond in mei 2022, ook details over de mantel en kern van de planeet kunnen onthullen.
Hoofdauteur van het artikel, Raphael Garcia van het Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace in Toulouse, Frankrijk, zei, "Maar de effecten zullen cruciaal zijn voor het verfijnen van de tijdlijn van Mars. Inslagen zijn de klokken van het zonnestelsel. We moeten de impactsnelheid van vandaag weten om de ouderdom van verschillende oppervlakken te schatten."
Door het aantal inslagkraters op het oppervlak van een planeet te tellen, kunnen wetenschappers de ouderdom van het oppervlak van de planeet bepalen. Wetenschappers kunnen dan bepalen hoeveel meer impacts er eerder in het jaar hebben plaatsgevonden geschiedenis van het zonnestelsel door hun statistische modellen te kalibreren, afhankelijk van hoe vaak ze effecten waarnemen.
Het traject en de schokgolfgrootte van een meteoroïde kunnen worden nagebootst met behulp van informatie uit InSight en orbitale afbeeldingen. Elke meteoroïde produceert een explosie wanneer hij de aarde raakt en een schokgolf wanneer hij de atmosfeer raakt. Geluidsgolven van deze incidenten reizen door de atmosfeer. Wanneer deze geluidsgolf InSight bereikt, wordt de grond dramatischer gekanteld naarmate de explosie groter is. De seismometer op de lander is gevoelig genoeg om te meten hoeveel en in welke richting de grond kantelt als gevolg van een dergelijke gebeurtenis.
Garcia zei, “We leren steeds meer over het impactproces zelf. We kunnen nu verschillende groottes van kraters afstemmen op specifieke seismische en akoestische golven.”
Journal Reference:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. Nieuw gevormde kraters op Mars gelokaliseerd met behulp van seismische en akoestische golfgegevens van InSight. nat. Geosci. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
