Các miệng núi lửa mới được tạo ra trên bề mặt hành tinh do tác động của thiên thạch, điều này cũng làm thay đổi thành phần của bầu khí quyển. Các thiên thạch gây ra sóng địa chấn và âm thanh ngắn được tạo ra trong quá trình đi vào khí quyển và va chạm với mặt đất. Tuy nhiên, sự hình thành miệng núi lửa mới và các sóng cơ học do tác động liên quan vẫn chưa được quan sát cùng nhau ngoài Trái đất.
Trong một nghiên cứu mới, NASA đã báo cáo các quan sát về sóng địa chấn và sóng âm từ máy đo địa chấn của tàu đổ bộ NASA InSight. Các quan sát được liên kết với bốn sự kiện tác động của thiên thạch trên Sao Hỏa được quan sát trong hình ảnh tàu vũ trụ. Các tác động dao động giữa 53 và 180 dặm (85 và 290 km) từ vị trí của InSight, một khu vực tháng ba được gọi là Elysium Planitia.
Thiên thạch đầu tiên trong số bốn thiên thạch đã được xác nhận, thuật ngữ chỉ những tảng đá không gian trước khi chúng va chạm với mặt đất, đã tạo ra lối vào ấn tượng nhất: Nó va chạm Bầu khí quyển của sao hỏa vào ngày 5 tháng 2021 năm XNUMX, vỡ thành ít nhất ba mảnh vỡ, mỗi mảnh để lại một hố sâu phía sau.
Tín dụng: NASA/JPL-Caltech/Đại học Arizona
Sau đó, Tàu quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa của NASA đã bay qua vị trí tác động ước tính để xác nhận vị trí. Máy ảnh bối cảnh đen trắng của nó cho thấy ba điểm tối trên bề mặt. Nhóm của quỹ đạo đã sử dụng máy ảnh HiRISE để chụp cận cảnh màu của các miệng núi lửa sau khi họ đã xác định được vị trí của những nơi này.
Ingrid Daubar của Đại học Brown, đồng tác giả của bài báo và là chuyên gia về tác động của sao Hỏa, cho biết, “Sau ba năm InSight chờ đợi để phát hiện tác động, những miệng núi lửa đó trông rất đẹp.”
Sau khi phân tích dữ liệu trước đó, các nhà khoa học xác nhận ba tác động khác đã xảy ra vào ngày 27 tháng 2020 năm 18; ngày 2021 tháng 31 năm 2021; và ngày XNUMX tháng XNUMX năm XNUMX.
Tại sao không có nhiều vụ va chạm thiên thạch trên sao Hỏa khiến các nhà nghiên cứu bối rối. Vành đai tiểu hành tinh chính của hệ mặt trời nằm ngay cạnh Hành tinh Đỏ, có nghĩa là có đủ đá không gian gần đó để quét sạch bề mặt hành tinh. Vì bầu khí quyển của sao Hỏa chỉ dày hơn 1% so với Trái đất nên nhiều thiên thạch đi qua nó mà không bị phân hủy.
Máy đo địa chấn của InSight đã phát hiện hơn 1,300 trận động đất. Thiết bị này nhạy đến mức nó có thể phát hiện sóng địa chấn từ hàng ngàn dặm. Nhưng sự kiện ngày 5 tháng 2021 năm XNUMX đánh dấu lần đầu tiên một tác động được xác nhận là nguyên nhân gây ra những đợt sóng như vậy.
Nhóm của InSight nghi ngờ rằng “Các tác động khác có thể đã bị che khuất bởi tiếng ồn của gió hoặc những thay đổi theo mùa trong bầu khí quyển. Nhưng giờ đây, khi dấu hiệu địa chấn đặc biệt của một tác động lên sao Hỏa đã được phát hiện, các nhà khoa học hy vọng sẽ tìm thấy nhiều ẩn giấu hơn trong dữ liệu gần bốn năm của InSight.”
Dữ liệu địa chấn cung cấp nhiều gợi ý sẽ cải thiện sự hiểu biết của các nhà khoa học về Hành tinh Đỏ. Hầu hết đầm lầy được kích hoạt bởi áp suất và sự phá vỡ do nhiệt của các lớp đá bên dưới. Các nhà khoa học có thể phân tích lớp vỏ sao Hỏa, lớp phủ và lõi bằng cách quan sát sóng địa chấn thay đổi như thế nào khi chúng đi qua các vật liệu khác nhau.
Bốn tác động của thiên thạch được xác nhận cho đến nay đã tạo ra các trận động đất nhỏ với cường độ không quá 2.0. Những trận động đất nhỏ hơn đó chỉ cung cấp cho các nhà khoa học cái nhìn thoáng qua về lớp vỏ sao Hỏa, trong khi tín hiệu địa chấn từ những trận động đất lớn hơn, như sự kiện cường độ 5 xảy ra vào tháng 2022 năm XNUMX, cũng có thể tiết lộ chi tiết về lớp phủ và lõi của hành tinh.
Tác giả chính của bài báo, Raphael Garcia của Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace ở Toulouse, Pháp, nói, “Nhưng các tác động sẽ rất quan trọng để tinh chỉnh dòng thời gian của sao Hỏa. Tác động là đồng hồ của hệ mặt trời. Chúng ta cần biết tỷ lệ tác động hiện nay để ước tính tuổi của các bề mặt khác nhau.”
Bằng cách đếm số lượng miệng hố va chạm hiện diện trên bề mặt hành tinh, các nhà khoa học có thể xác định tuổi của bề mặt hành tinh. Sau đó, các nhà khoa học có thể xác định có bao nhiêu tác động nữa xảy ra trước đó trong lịch sử hệ mặt trời bằng cách hiệu chỉnh các mô hình thống kê của họ tùy thuộc vào tần suất họ quan sát các tác động xảy ra.
Quỹ đạo và kích thước sóng xung kích của thiên thạch có thể được tạo lại bằng cách sử dụng thông tin từ InSight và ảnh quỹ đạo. Mỗi thiên thạch tạo ra một vụ nổ khi va chạm với Trái đất và một làn sóng xung kích khi va chạm với bầu khí quyển. Sóng âm thanh từ những sự cố này truyền qua bầu khí quyển. Khi sóng âm thanh này đến InSight, mặt đất càng nghiêng nhiều thì vụ nổ càng lớn. Máy đo địa chấn trên tàu đổ bộ đủ nhạy để đo xem mặt đất nghiêng bao nhiêu và theo hướng nào do một sự kiện như vậy.
Garcia nói, “Chúng tôi đang tìm hiểu thêm về chính quá trình tác động. Giờ đây, chúng tôi có thể khớp các kích thước miệng núi lửa khác nhau với sóng địa chấn và sóng âm cụ thể.”
Tạp chí tham khảo:
- Garcia, RF, Daubar, IJ, Beucler, É., et al. Các miệng hố mới hình thành trên sao Hỏa được định vị bằng dữ liệu sóng âm và địa chấn từ InSight. tự nhiên khoa học địa chất. (Năm 2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01014-0
