Nya kratrar skapas på planetytor genom meteoritnedslag, som också förändrar atmosfärens sammansättning. Meteoroider orsakar korta seismiska och akustiska vågor som genereras under atmosfäriskt inträde och markpåverkan. Emellertid har ny kraterbildning och relaterade slaginducerade mekaniska vågor ännu inte observerats gemensamt bortom Jord.
I en ny studie, NASA rapporterade observationer av seismiska och akustiska vågor från NASA InSight-landarens seismometer. Observationerna är kopplade till de fyra meteoroida nedslagshändelserna på Mars som observerats i rymdfarkostbilder. Nedslagen varierade mellan 53 och 180 kilometer från InSights plats, en region med mars kallas Elysium Planitia.
Den första av de fyra bekräftade meteoroiderna, termen för rymdstenar innan de träffar marken, gjorde det mest dramatiska intåget: det träffade Mars atmosfär den 5 september 2021, spricker upp i minst tre skärvor som var och en lämnade en krater i ryggen.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Sedan flög NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter över den beräknade nedslagsplatsen för att bekräfta platsen. Dess svart-vita kontextkamera avslöjade tre mörka fläckar på ytan. Orbiters team använde HiRISE-kameran för att få en närbild i färg av kratrarna efter att de hade lokaliserat dessa platser.
Ingrid Daubar från Brown University, en artikels medförfattare och specialist på Mars-påverkan, sa: "Efter tre år av InSight som väntat på att upptäcka en påverkan såg dessa kratrar vackra ut."
Efter att ha analyserat tidigare data bekräftade forskare att tre andra effekter hade inträffat den 27 maj 2020; 18 februari 2021; och 31 augusti 2021.
Varför det inte har skett fler meteoroidekollisioner på Mars har förbryllat forskarna. Det primära asteroidbältet i solsystemet ligger precis bredvid den röda planeten, vilket betyder att det finns tillräckligt med rymdstenar i närheten för att genomsöka planetens yta. Eftersom Mars atmosfär är bara 1 % tjockare än jordens, passerar fler meteoroider genom den utan att sönderfalla.
InSights seismometer har upptäckt över 1,300 5 marsbävningar. Instrumentet är så känsligt att det kan upptäcka seismiska vågor på tusentals kilometers avstånd. Men händelsen den 2021 september XNUMX markerar första gången ett nedslag bekräftades som orsaken till sådana vågor.
InSights team misstänker det "andra effekter kan ha skymts av vindbrus eller säsongsmässiga förändringar i atmosfären. Men nu när den särskiljande seismiska signaturen för en inverkan på Mars har upptäckts, förväntar sig forskare att hitta fler gömmer sig inom InSights nästan fyra år av data."
Seismiska data ger många tips som kommer att förbättra forskarnas förståelse av den röda planeten. Mest marsquakes utlöses av tryck och värmeinducerad brytning av underliggande bergarter. Forskare kan analysera Mars skorpa, mantel och kärna genom att observera hur seismiska vågor förändras när de passerar genom olika material.
De fyra meteoroidnedslag som hittills bekräftats producerade små skalv med en magnitud på högst 2.0. Dessa mer mindre skalv ger forskarna bara en inblick i Mars-skorpan, medan seismiska signaler från större skalv, som händelsen med magnitud 5 som inträffade i maj 2022, också kan avslöja detaljer om planetens mantel och kärna.
Papers huvudförfattare, Raphael Garcia vid Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace i Toulouse, Frankrike, sade, "Men effekterna kommer att vara avgörande för att förfina Mars tidslinje. Impacts är solsystemets klockor. Vi behöver veta slaghastigheten idag för att uppskatta åldern på olika ytor.”
Genom att räkna antalet nedslagskratrar som finns på en planets yta kan forskare bestämma åldern på planetens yta. Forskare kan sedan avgöra hur många fler effekter som inträffade tidigare i solsystemets historia genom att kalibrera sina statistiska modeller beroende på hur ofta de observerar effekter som inträffar.
En meteoroids bana och stötvågstorlek kan återskapas med hjälp av information från InSight och orbitalbilder. Varje meteoroid producerar en explosion när den träffar jorden och en chockvåg när den träffar atmosfären. Ljudvågor från dessa incidenter färdas över atmosfären. När denna ljudvåg når InSight lutar marken mer dramatiskt ju större explosionen är. Seismometern på landaren är tillräckligt känslig för att mäta hur mycket och i vilken riktning marken lutar till följd av en sådan händelse.
Garcia sa, "Vi lär oss mer om själva påverkansprocessen. Vi kan nu matcha olika kraterstorlekar till specifika seismiska och akustiska vågor."
Tidskriftsreferens:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. Nybildade kratrar på Mars lokaliserade med hjälp av seismiska och akustiska vågdata från InSight. Nat. Geosci. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
