Seisminiai signalai rodo Marsas Kasmet į jį patenka apie 300 krepšinio dydžio meteoritų, suteikiančių naują įrankį planetų paviršių datavimui.

Mokslininkai, dalyvaujantys NASA„InSight“ misija „InSight“ atskleidė, kad Marsas patiria daug daugiau meteoritų smūgių, nei manyta anksčiau, o metinis dažnis svyruoja nuo 280 iki 360 didelių smūgių. Šis naujas supratimas kyla iš seisminių duomenų, užfiksuotų „InSight“ seismometru, o tai rodo efektyvesnį būdą nustatyti planetų paviršių visoje Saulės sistemoje.

Naujas tyrimas, vadovaujamas mokslininkų Londono imperatoriškasis koledžas ETH Ciurichas, vykdydamas NASA „InSight“ misiją, pabrėžė, kaip dažnai Marse įvyksta „Marso žemės drebėjimai“, kuriuos sukelia meteoritų smūgiai.

Tyrėjai išsiaiškino, kad Marsas kasmet patiria apie 280–360 meteoritų smūgių, sukuriančių daugiau nei aštuonių metrų skersmens kraterius ir sudrebinančius Raudonosios planetos paviršių.

Šių Marso drebėjimų dažnis, stebimas roverio „InSight“ seismografu – prietaisu, galinčiu išmatuoti menkiausius žemės judesius – viršija ankstesnius įvertinimus, pagrįstus palydoviniais Marso paviršiaus vaizdais.

Šie krateriai susidarė 2021 metų rugsėjo 5 dieną meteoritui susidūrus su Marsu ir yra pirmieji NASA zondo „InSight“ pastebėti krateriai. Šis spalvotas vaizdas, padarytas NASA Mars Reconnaissance Orbiter, mėlynai paryškina dulkes ir dirvožemį, suardytus smūgio, kad detalės būtų geriau matomos žmogaus akiai. Autorių teisės: NASA/JPL-Caltech/Arizonos universitetas

Seisminiai duomenys ir planetų pažintys

Tyrėjai teigia, kad šie seisminiai duomenys gali būti geresnis ir tiesioginis būdas išmatuoti meteoritų smūgio greitį ir padėti mokslininkams tiksliau nustatyti Saulės sistemos planetų paviršių.

Daktarė Natalia Wojcicka, Londono imperatoriškojo koledžo Žemės mokslų ir inžinerijos katedros bendradarbė ir tyrimo bendraautorė, sakė: „Naudojant seisminius duomenis geriau suprasti, kaip dažnai meteoritai susiduria su Marsu ir kaip šie poveikiai keičia Marsą. paviršiuje, galime pradėti rinkti geologinės planetos istorijos ir evoliucijos laiko juostą.

„Galite galvoti apie tai kaip apie savotišką „kosminį laikrodį“, padedantį mums nustatyti Marso ir galbūt ateityje kitų Saulės sistemos planetų paviršių.

Tyrimas buvo paskelbtas šiandien (birželio 28 d.) žurnale Gamtos astronomija.

Koliažiniame vaizde pavaizduoti trys meteorito smūgiai, kuriuos pirmiausia aptiko NASA „InSight“ nusileidimo aparato seismografas, o vėliau užfiksavo agentūros „Mars Reconnaissance Orbiter“, naudodamas „HiRISE“ kamerą. Autorių teisės: NASA/JPL-Caltech/Arizonos universitetas

Archeologiniai krateriai kaip kosminiai laikrodžiai

Daugelį metų mokslininkai naudojo Marso ir kitų planetų paviršiuje esančių kraterių skaičių kaip „kosminius laikrodžius“, kad įvertintų planetų amžių – senesni planetų paviršiai buvo labiau krateriuoti nei jaunesni.

Norėdami tokiu būdu apskaičiuoti planetų amžių, mokslininkai tradiciškai naudojo modelius, pagrįstus Mėnulyje esančiais krateriais, kad prognozuotų įvairaus dydžio meteoritų smūgių greitį laikui bėgant. Norint pritaikyti šiuos modelius Marse, jiems reikės pakoreguoti, kaip atmosfera neleidžia mažesniems smogtuvams atsitrenkti į paviršių ir skirtingą Marso dydį bei vietą Saulės sistemoje.

Mažiems krateriams, kurių skersmuo mažesnis nei 60 metrų, Marso mokslininkai taip pat sugebėjo stebėti, kaip dažnai susidaro nauji krateriai, naudojant palydovines nuotraukas, tačiau tokiu būdu aptiktų kraterių skaičius yra daug mažesnis nei tikėtasi.

Meninis Marso paviršiuje veikiančio nusileidimo įrenginio „InSight“ perteikimas. „InSight“, trumpinys „Interjero tyrinėjimas naudojant seisminius tyrimus, geodeziją ir terminį transportą“, yra nusileidimo įrenginys, skirtas pirmą kartą išsamiai ištirti Marsą nuo jo susikūrimo prieš 4,5 mlrd. Vaizdo šaltinis: NASA/JPL-Caltech

„InSight“ seismometro įžvalgos

Šiame naujame tyrime, kuris yra „InSight“ misijos suprasti seisminį aktyvumą ir vidinę Marso struktūrą dalis, mokslininkai nustatė anksčiau nežinomą seisminių signalų modelį, kurį sukelia meteoritų smūgiai. Šie signalai pasižymėjo neįprastai didesne aukšto dažnio bangų dalimi, palyginti su tipiniais seisminiais signalais, taip pat kitomis savybėmis ir yra žinomi kaip „labai aukšto dažnio“ Marso žemės drebėjimai.

Tyrėjai nustatė, kad meteoritų smūgių greitis yra didesnis nei buvo įvertintas anksčiau, žiūrint į naujai suformuotus kraterius, užfiksuotus palydovinėmis nuotraukomis, ir sutinkant su Mėnulio paviršiaus kraterių duomenų ekstrapoliavimu.

Tai išryškino ankstesnių modelių ir įvertinimų apribojimus, taip pat geresnių modelių poreikį suprasti kraterių susidarymą ir meteoritų poveikį Marsui.

Seisminių duomenų galia planetų moksle

Siekdama išspręsti šią problemą, mokslininkų komanda naudojo NASA zondą InSight ir jo itin jautrų seismografą SEIS, kad užfiksuotų seisminius įvykius, kuriuos galėjo sukelti meteoritų smūgiai.

SEIS aptiko skirtingus šių aukšto dažnio Marso žemės drebėjimų seisminius požymius, kurie, kaip nustatė mokslininkai, rodo meteoritų poveikį ir skiriasi nuo kitos seisminės veiklos.

Naudodami šį naują smūgių aptikimo metodą, mokslininkai aptiko daug daugiau smūgio įvykių, nei prognozavo palydoviniai vaizdai, ypač nedidelių smūgių, dėl kurių susidaro vos kelių metrų skersmens krateriai.

Profesorius Garethas Collinsas, vienas iš tyrimo bendraautorių iš Londono imperatoriškojo koledžo Žemės mokslų ir inžinerijos katedros, sakė: „SEIS pasirodė neįtikėtinai sėkmingas aptikdamas poveikį – ir atrodo, kad klausytis poveikių yra veiksmingiau nei jų ieškoti. jei norime suprasti, kaip dažnai jie pasitaiko.

Pagerinti mūsų supratimą apie saulės sistemą

Tyrėjai mano, kad būsimuose nusileidimo įrenginiuose įdiegus mažesnius, įperkamus seismometrus, būtų galima dar labiau suprasti Marso smūgio greitį ir vidinę struktūrą. Šios priemonės padėtų tyrėjams aptikti daugiau seisminių signalų ir pateikti išsamesnį duomenų rinkinį, leidžiantį suprasti meteoritų poveikį Marsui ir kitoms planetoms, taip pat jų vidinę struktūrą.

„Siekdami suprasti vidinę planetų struktūrą, naudojame seismologiją“, – sakė dr gali nustatyti, iš ko šie sluoksniai sudaryti ir kokio gylio jie yra.

„Žemėje mūsų planetos vidinę struktūrą lengviausia suprasti pažvelgus į visame pasaulyje esančių seismometrų duomenis. Tačiau Marse buvo tik vienas – norint geriau suprasti Marso vidinę struktūrą Į daugiau seismometrų, paskirstytų visoje planetoje.

Taip pat nauji tyrimai, paskelbti m Gamtos astronomijaKomanda taip pat dalyvauja kitame tyrime, paskelbtame m Mokslo pažanga Šiandien, naudojant „InSight“ įrašytus vaizdus ir atmosferos signalus, siekiant įvertinti, kaip dažnai Marse vyksta smūgiai. Nepaisant skirtingų metodų, abu tyrimai padarė panašias išvadas, o tai sustiprino bendras išvadas.

Nuoroda: „Smūgio į Marsą greičio įvertinimas pagal labai aukšto dažnio Marso žemės drebėjimų statistiką“ 2024 m. birželio 28 d. Gamtos astronomija.
DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z