Nowe badanie ujawnia częstotliwość uderzania kosmicznych skał Mars jest wyższy niż wcześniej szacowano i pozwala wykryć dwa z największych zderzeń, jakie kiedykolwiek zaobserwowano przez naukowców na Czerwonej Planecie.
Lądownik Mars InSight, choć nieaktywny, w dalszym ciągu przyczynia się do naszej wiedzy o Marsie dzięki danym ujawniającym wyższą niż oczekiwano częstotliwość uderzeń meteoroidów. Informacje te, pochodzące zarówno z analiz zdjęć sejsmicznych, jak i orbitalnych, sugerują potrzebę aktualizacji obecnych modeli powierzchni Marsa i innych planet w Układzie Słonecznym.
Nowe spostrzeżenia z Marsa: zwiększone uderzenia meteoroidów
NASALądownik Mars InSight może spoczywać na Czerwonej Planecie na emeryturze, ale dane pochodzące od automatycznego badacza nadal prowadzą do odkryć sejsmicznych na Ziemi.
W jednym z najnowszych badań wykorzystujących dane ze statku kosmicznego międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem badacza z Brown University odkrył, że Mars może być bombardowany przez skały kosmiczne z większą częstotliwością, niż wcześniej sądzono. Z badania opublikowanego w czasopiśmie naukowym wynika, że w zależności od wielkości meteoroidów intensywność uderzeń może być od dwóch do dziesięciu razy większa niż wcześniej szacowano. Postęp nauki.
„Możliwe, że Mars jest bardziej aktywny geologicznie, niż sądziliśmy, co ma wpływ na wiek i ewolucję powierzchni planety” – powiedziała główna badaczka Ingrid Daubar, profesor nadzwyczajny (badania) nauk o Ziemi, środowisku i planetach w Brown. „Nasze wyniki opierają się na niewielkiej liczbie dostępnych nam przykładów, ale szacunki obecnego współczynnika uderzeń sugerują, że planeta jest uderzana znacznie częściej, niż jesteśmy w stanie zobaczyć na podstawie samego obrazowania”.
Postępy w geologii Marsa i wykrywaniu kraterów
W ramach badań zespół badawczy wykorzystał bardzo czuły sejsmometr pokładowy InSight do zidentyfikowania ośmiu nowych kraterów uderzeniowych pochodzących z meteoroidów, których wcześniej nie widziano z orbity. Częstotliwość tych kosmicznych zderzeń podważa istniejące wyobrażenia o tym, jak często meteoroidy uderzają w powierzchnię Marsa i sugeruje potrzebę zrewidowania obecnych modeli kraterów na Marsie, aby uwzględnić wyższe współczynniki uderzeń, szczególnie w przypadku mniejszych meteoroidów. Odkrycia mogą ostatecznie zmienić obecne rozumienie powierzchni Marsa – w miarę jak uderzenia małych meteoroidów nadal ją kształtują – oraz historię uderzeń nie tylko Marsa, ale i innych planet.
Nowe podejście do modeli powierzchni planet
„Będzie to wymagało od nas ponownego przemyślenia niektórych modeli używanych przez społeczność naukową do szacowania wieku powierzchni planet w całym Układzie Słonecznym” – powiedział Daubar.
Sześć z kraterów wykrytych przez badaczy znajdowało się w pobliżu miejsca, w którym wylądował stacjonarny lądownik InSight. Dwa odległe uderzenia, które zidentyfikowali na podstawie danych, były dwoma największymi uderzeniami, jakie kiedykolwiek wykryli naukowcy, nawet po kilkudziesięciu latach obserwacji z orbity. Większe uderzenia, z których każde pozostawiło krater wielkości mniej więcej boiska do piłki nożnej, nastąpiły w odstępie zaledwie 97 dni, co podkreśla większą częstotliwość tego typu zdarzeń geologicznych.
„Spodziewalibyśmy się, że taki wpływ wielkości będzie zdarzał się może raz na kilka dekad, a może nawet raz w życiu, ale tutaj mamy dwa z nich, które dzieli nieco ponad 90 dni” – powiedział Daubar. „To może być po prostu szalony zbieg okoliczności, ale istnieje naprawdę małe prawdopodobieństwo, że to tylko zbieg okoliczności. Bardziej prawdopodobne jest, że albo te dwa duże uderzenia są ze sobą powiązane, albo tempo uderzeń jest w przypadku Marsa znacznie wyższe, niż sądziliśmy”.
Ulepszone metody wykrywania uderzeń
Prowadzone przez Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA (JPL) w południowej Kalifornii misja InSight była aktywna od listopada 2018 r. do grudnia 2022 r. Jednym z jej głównych celów był pomiar wstrząsów sejsmologicznych planety. Wcześniej nowe uderzenia na Marsa rejestrowano na zdjęciach przed i po wykonanych z kamer umieszczonych na orbicie wokół planety. Sejsmometr zapewnił nowe narzędzie do wyszukiwania i wykrywania tych uderzeń, z których wiele w przeciwnym razie mogłoby pozostać niezauważonych.
„Uderzenia planet zachodzą w całym Układzie Słonecznym przez cały czas” – powiedział Daubar. „Jesteśmy zainteresowani badaniem tego na Marsie, ponieważ możemy wtedy porównać i zestawić to, co dzieje się na Marsie, z tym, co dzieje się na Ziemi. Jest to ważne dla zrozumienia naszego Układu Słonecznego, tego, co się w nim znajduje i jak wygląda populacja ciał uderzeniowych w naszym Układzie Słonecznym – zarówno jako zagrożenie dla Ziemi, jak i historycznie dla innych planet.
Wskaźniki są również ważne dla oceny potencjalnych zagrożeń, jakie stwarzają dla przyszłych misji eksploracyjnych, gdy NASA wysyła łaziki, a nawet misje załogowe w przestrzeń kosmiczną.
Aby określić, kiedy i gdzie doszło do uderzeń na Marsie, Daubar i zespół badawczy przeanalizowali sygnały sejsmiczne z InSight, a następnie porównali te dane sejsmiczne ze zdjęciami wykonanymi przez należącą do NASA sondę Mars Reconnaissance Orbiter.
Zespół wizualnie potwierdził, że osiem z tych zdarzeń to nowe kratery, analizując zdjęcia przed i po. To podwójne podejście polegające na wykorzystaniu danych sejsmicznych i zdjęć orbitalnych pozwoliło im potwierdzić, że sygnały sejsmiczne zostały spowodowane uderzeniami, oraz sprawdzić krzyżowo swoje ustalenia, aby upewnić się, że dokładność.
Wnioski dotyczące aktywności sejsmicznej Marsa
Lądownik InSight zebrał dane sejsmiczne od momentu lądowania do chwili, gdy jego panele słoneczne pokryły się pyłem w takim stopniu, że lądownik nie był już w stanie generować energii.
„Najnowszy artykuł stanowi dowód na to, że mimo że InSight nie jest już aktywny, jego dane w dalszym ciągu pomagają nam zrozumieć Marsa” – powiedział Mark Panning, naukowiec zajmujący się projektem InSight w JPL, który nie był zaangażowany w badania. „Jesteśmy podekscytowani możliwością zobaczenia, co jeszcze kryje się w odczytach sejsmicznych misji”.
Obecne badanie przeprowadzone przez Daubara i zespół badawczy wiąże się z: papier towarzyszący W Komunikacja przyrodnicza który wykorzystuje jeszcze więcej danych z InSight do analizy wszystkich zdarzeń sejsmicznych o bardzo wysokiej częstotliwości wykrytych przez lądownik. W artykule towarzyszącym założono, że wszystkie te zdarzenia były spowodowane uderzeniami, i stwierdzono, że wynikający z nich szacunkowy współczynnik jest zgodny z tym, co obliczyli niezależnie badacze z zespołu Daubara, co dodatkowo wzmacnia ustalenia każdego zespołu.
„Możliwe, że więcej zdarzeń wykrytych przez InSight podczas swojej misji było w rzeczywistości uderzeniami” – powiedział Daubar. „Następne kroki to bardziej szczegółowe przeszukanie orbity w celu potwierdzenia tego za pomocą uczenie maszynowe techniki. Jeśli potwierdzimy jeszcze więcej uderzeń, być może uda nam się znaleźć także inne sygnały sejsmiczne powstałe w wyniku uderzeń”.
Odniesienie: „Kratery wykryte sejsmicznie na Marsie: zwiększony niedawny strumień uderzeń?” autorzy: Ingrid J. Daubar, Raphaël F. Garcia, Alexander E. Stott, Benjamin Fernando, Gareth S. Collins, Colin M. Dundas, Natalia Wójcicka, Géraldine Zenhäusern, Alfred S. McEwen, Simon C. Stähler, Matthew Golombek, Constantinos Charalambous , Domenico Giardini, Philippe Lognonné i W. Bruce Banerdt, 28 czerwca 2024 r., Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.adk7615
Oprócz Browna w badaniu uczestniczyli także badacze z Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, Uniwersytet Oksfordzki, Imperial College w LondynieUS Geological Survey, ETH Zürich, Uniwersytet w Arizonie, Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA i Université Paris Cité.
Prace były wspierane przez NASA, CNES, Francuską Agencję Kosmiczną i Brytyjską Agencję Kosmiczną.
