Нові кратери утворюються на планетарних поверхнях через удари метеоритів, які також змінюють склад атмосфери. Метеороїди спричиняють утворення коротких сейсмічних та акустичних хвиль під час входу в атмосферу та удару про землю. Однак утворення нових кратерів і відповідні механічні хвилі, викликані ударами, ще не спостерігалися разом Земля.
У новому дослідженні NASA повідомили про спостереження сейсмічних та акустичних хвиль із сейсмометра посадкового модуля NASA InSight. Спостереження пов’язані з чотирма падіннями метеоритів на Марсі, які спостерігаються на знімках космічних кораблів. Удари відбулися на відстані від 53 до 180 миль (85 і 290 кілометрів) від місця розташування InSight, регіоні березня називається Elysium Planitia.
Перший з чотирьох підтверджених метеороїдів, термін для космічних каменів до того, як вони зіткнуться з землею, зробив найдраматичніший вхід: він зіткнувся Атмосфера Марса 5 вересня 2021 року, розірвавшись принаймні на три осколки, кожен з яких залишив за собою кратер.
Авторство: NASA/JPL-Caltech/Університет Арізони
Потім орбітальний апарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter пролетів над передбачуваним місцем падіння, щоб підтвердити місцезнаходження. Його чорно-біла контекстна камера показала три темні плями на поверхні. Команда орбітального корабля використовувала камеру HiRISE, щоб отримати кольоровий крупний план кратерів після того, як вони виявили ці місця.
Інгрід Даубар з Університету Брауна, співавтор статті та фахівець із зіткнень з Марсом, сказала: «Після трьох років очікування InSight, щоб виявити удар, ці кратери виглядали чудово».
Проаналізувавши попередні дані, вчені підтвердили, що три інші удари відбулися 27 травня 2020 року; 18 лютого 2021 р.; та 31 серпня 2021 р.
Чому на Марсі більше не було зіткнень метеоритів, дослідників спантеличило. Основний пояс астероїдів Сонячної системи знаходиться поруч із Червоною планетою, а це означає, що поблизу є достатньо космічних каменів, щоб обшити поверхню планети. Оскільки атмосфера Марса лише на 1% товщі за земну, більше метеороїдів проходить через неї, не розпадаючись.
Сейсмометр InSight зафіксував понад 1,300 землетрусів. Прилад настільки чутливий, що може виявляти сейсмічні хвилі на відстані тисяч миль. Але 5 вересня 2021 року вперше було підтверджено, що причиною таких хвиль є удар.
Команда InSight підозрює це «інші впливи могли бути приховані шумом вітру або сезонними змінами в атмосфері. Але тепер, коли було виявлено характерні сейсмічні ознаки зіткнення з Марсом, вчені очікують, що в майже чотирирічних даних InSight можна знайти ще більше».
Сейсмічні дані дають численні підказки, які допоможуть вченим краще зрозуміти Червону планету. більшість землетруси викликані тиском і тепловим руйнуванням підстилаючих порід. Вчені можуть аналізувати кора Марса, мантії та ядра, спостерігаючи, як сейсмічні хвилі змінюються, коли вони проходять крізь різні матеріали.
Чотири підтверджені на даний момент удари метеоритів викликали невеликі землетруси з магнітудою не більше 2.0. Ці більш незначні землетруси дають вченим лише короткий погляд на марсіанську кору, тоді як сейсмічні сигнали від більших землетрусів, як-от подія магнітудою 5, яка сталася в травні 2022 року, також можуть розкрити подробиці про мантію та ядро планети.
Провідний автор статті, Рафаель Гарсіа з Інституту вищого авіаційного та космічного простору в Тулузі, Франція, сказав, «Але вплив буде критично важливим для уточнення часової шкали Марса. Удари є годинниками Сонячної системи. Нам потрібно знати швидкість впливу сьогодні, щоб оцінити вік різних поверхонь».
Підрахувавши кількість ударних кратерів на поверхні планети, вчені можуть визначити вік поверхні планети. Тоді вчені можуть визначити, скільки ще ударів відбулося раніше історія сонячної системи шляхом калібрування своїх статистичних моделей залежно від того, як часто вони спостерігають впливи.
Траєкторію метеорита та розмір ударної хвилі можна відтворити за допомогою інформації з InSight та орбітальних знімків. Кожен метеороїд викликає вибух, коли він стикається з Землею, і ударну хвилю, коли він стикається з атмосферою. Звукові хвилі від цих інцидентів поширюються через атмосферу. Коли ця звукова хвиля досягає InSight, земля нахиляється тим сильніше, чим сильніший вибух. Сейсмометр на посадковому модулі досить чутливий, щоб виміряти, наскільки і в якому напрямку земля нахиляється в результаті такої події.
Гарсія сказав, «Ми дізнаємося більше про сам процес впливу. Тепер ми можемо підібрати різні розміри кратерів до конкретних сейсмічних і акустичних хвиль».
Довідка з журналу:
- Гарсіа, РФ, Даубар, І. Дж., Бойклер, Е. та ін. Нещодавно утворені кратери на Марсі визначені за допомогою сейсмічних та акустичних хвильових даних InSight. Нац. Геоші. (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
