Новые кратеры образуются на поверхности планет в результате ударов метеоритов, которые также изменяют состав атмосферы. Метеороиды вызывают генерацию коротких сейсмических и акустических волн во время входа в атмосферу и столкновения с землей. Однако образование новых кратеров и связанные с ними механические волны, вызванные ударом, еще не наблюдались вместе за пределами Земля.
В новом исследовании НАСА сообщил о наблюдениях за сейсмическими и акустическими волнами с помощью сейсмометра посадочного модуля НАСА InSight. Наблюдения связаны с четырьмя событиями падения метеорита на Марс, наблюдаемыми на снимках космического корабля. Столкновения варьировались от 53 до 180 миль (от 85 до 290 километров) от местонахождения InSight, региона март называется Elysium Planitia.
Первый из четырех подтвержденных метеороидов (так называют космические камни до того, как они упадут на землю) совершил самое впечатляющее появление: он столкнулся с Землей. Атмосфера Марса 5 сентября 2021 года, разорвавшись как минимум на три осколка, каждый из которых оставил кратер позади себя.
Авторы: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны.
Затем орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter пролетел над предполагаемым местом падения, чтобы подтвердить местоположение. Его черно-белая контекстная камера обнаружила на поверхности три затемненных пятна. Команда орбитального аппарата использовала камеру HiRISE, чтобы получить цветной крупный план кратеров после того, как они обнаружили эти места.
Ингрид Даубар из Университета Брауна, соавтор статьи и специалист по столкновениям с Марсом, сказала: «После трех лет ожидания InSight, чтобы обнаружить столкновение, эти кратеры выглядели красиво».
Проанализировав более ранние данные, ученые подтвердили, что 27 мая 2020 года произошли еще три удара; 18 февраля 2021 г .; и 31 августа 2021 г.
Почему на Марсе не было больше столкновений метеоритов, это сбило исследователей с толку. Основной пояс астероидов Солнечной системы находится рядом с Красной планетой, а это значит, что поблизости достаточно космических камней, чтобы очистить поверхность планеты. Поскольку атмосфера Марса всего на 1% толще земной, через нее проходит больше метеороидов, не распадаясь.
Сейсмометр InSight зафиксировал более 1,300 марсотрясений. Прибор настолько чувствителен, что может обнаруживать сейсмические волны за тысячи миль. Но событие 5 сентября 2021 года знаменует собой первый случай, когда удар был подтвержден как причина таких волн.
Команда InSight подозревает, что «Другие воздействия могли быть скрыты шумом ветра или сезонными изменениями в атмосфере. Но теперь, когда были обнаружены отличительные сейсмические признаки столкновения с Марсом, ученые ожидают найти больше скрытых данных в данных InSight почти за четыре года».
Сейсмические данные дают многочисленные подсказки, которые улучшат понимание учеными Красной планеты. Самый землетрясения вызваны давлением и тепловым разрушением подстилающих пород. Ученые могут анализировать кора Марса, мантию и ядро, наблюдая, как изменяются сейсмические волны при прохождении через различные материалы.
Четыре подтвержденных удара метеорита вызвали небольшие землетрясения с магнитудой не более 2.0. Эти более мелкие землетрясения дают ученым лишь представление о марсианской коре, в то время как сейсмические сигналы от более крупных землетрясений, таких как событие магнитудой 5, которое произошло в мае 2022 года, также могут раскрыть подробности о мантии и ядре планеты.
Ведущий автор статьи, Рафаэль Гарсиа из Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace в Тулузе, Франция, — сказал, «Но удары будут иметь решающее значение для уточнения графика Марса. Удары – это часы Солнечной системы. Нам нужно знать скорость удара сегодня, чтобы оценить возраст различных поверхностей».
Подсчитав количество ударных кратеров на поверхности планеты, ученые могут определить возраст поверхности планеты. Затем ученые могут определить, сколько еще столкновений произошло ранее в история Солнечной системы путем калибровки своих статистических моделей в зависимости от того, как часто они наблюдают последствия.
Траектория метеороида и размер ударной волны могут быть воссозданы с использованием информации InSight и орбитальных изображений. Каждый метеороид производит взрыв, когда он сталкивается с Землей, и ударную волну, когда он сталкивается с атмосферой. Звуковые волны от этих инцидентов распространяются через атмосферу. Когда эта звуковая волна достигает InSight, земля наклоняется тем сильнее, чем сильнее взрыв. Сейсмометр на посадочном модуле достаточно чувствителен, чтобы измерить, насколько и в каком направлении наклоняется земля в результате такого события.
Гарсия сказал: «Мы узнаем больше о самом процессе воздействия. Теперь мы можем сопоставлять различные размеры кратеров с конкретными сейсмическими и акустическими волнами».
Справочник журнала:
- Гарсия, Р.Ф., Даубар, И.Дж., Бьюклер, Э., и др. Недавно образовавшиеся кратеры на Марсе обнаружены с помощью данных сейсмических и акустических волн от InSight. Нац. геонауки. (2022). ДОИ: 10.1038/s41561-022-01014-0
