Како подаци из НАСА-ине сонде ИнСигхт помажу да се поново напише историја Марса

Сеизмички сигнали указују Марс Сваке године га погоди око 300 метеорита величине кошаркашке лопте, што представља нови алат за датирање планетарних површина.

Научници укључени у НАСАНАСА-ина мисија ИнСигхт открила је да Марс доживљава много више удара метеорита него што се раније мислило, са годишњим просеком у распону од 280 до 360 великих удара. Ово ново разумевање потиче од сеизмичких података које је ухватио ИнСигхт-ов сеизмометар, што сугерише ефикаснији начин да се датирају површине планета широм Сунчевог система.

Ново истраживање које су водили научници у Империал Цоллеге Лондон Недавна студија коју су спровели истраживачи са Универзитета у Цириху у сарадњи са Швајцарским федералним институтом за науку, који раде у оквиру НАСА-ине мисије ИнСигхт, открила је колико се често на Марсу јављају „марсовски потреси“ изазвани ударима метеорита.

Истраживачи су открили да Марс доживи око 280 до 360 удара метеорита сваке године, стварајући кратере веће од осам метара у пречнику и потресајући површину Црвене планете.

Брзина ових потреса на Марсу, коју је детектовао ИнСигхтов „сеизмометар“ – инструмент који је способан да измери и најмања померања тла – премашује претходне процене засноване на сателитским снимцима површине Марса.

Ови кратери су настали као резултат судара метеорита са Марсом 5. септембра 2021. године и први су кратери које је посматрала НАСА-ина сонда ИнСигхт. Снимио НАСА-ин Марс Рецоннаиссанце Орбитер, ова слика у боји наглашава прашину и тло поремећене ударом плавом бојом како би детаљи били видљивији људском оку. Ауторска права: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх/Универзитет Аризоне

Сеизмички подаци и планетарно датирање

Истраживачи кажу да би ови сеизмички подаци могли бити бољи, директнији начин за мерење стопе удара метеорита и могли би помоћи научницима да прецизније одреде старост планетарних површина у целом Сунчевом систему.

„Користећи сеизмичке податке да бисмо разумели колико често метеорити ударају на Марс и како ти удари мењају његову површину, можемо да почнемо да се боље спајамо“, рекла је др Наталија Војцицка, коаутор прве студије и научни сарадник на Одељењу за Науке о Земљи и инжењеринг на Империал Цоллеге Лондон. Заједно временска линија геолошке историје и еволуције Црвене планете.

„Можете га замислити као неку врсту ‘космичког сата’ који ће нам помоћи да одредимо старост површина Марса и, можда касније, других планета у Сунчевом систему.

Студија је објављена данас (28. јуна) у часопису Природна астрономија.

Колажна слика приказује три удара метеорита који су први пут откривени сеизмографом на НАСА-ином лендеру ИнСигхт, а касније их је снимио агенцијски Марс Рецоннаиссанце Орбитер користећи ХиРИСЕ камеру. Ауторска права: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх/Универзитет Аризоне

Археолошки кратери као космички сатови

Дуги низ година научници су користили број кратера на површини Марса и других планета као „космичке сатове“ за процену старости планета — старије површине на планетама су биле више кратера од млађих.

Да би израчунали старост планета на овај начин, научници су традиционално користили моделе засноване на кратерима на Месецу да би предвидели стопу удара метеорита различитих величина током времена. Да би применили ове моделе на Марс, требало би да прилагоде како атмосфера спречава да мањи ударци ударе о површину и различиту величину и локацију Марса у Сунчевом систему.

За мале кратере пречника мање од 60 метара, научници са Марса су такође били у могућности да посматрају колико често се нови кратери формирају користећи сателитске снимке – али број кратера пронађених на овај начин је много мањи од очекиваног.

Уметнички приказ ИнСигхт лендера који ради на површини Марса. ИнСигхт, скраћеница од Интериор Екплоратион Усинг Сеисмиц Инвестигатионс, Геодеси анд Тхермал Транспорт, је лендер дизајниран да пружи прво свеобухватно испитивање Марса од његовог формирања пре 4,5 милијарди година. Извор слике: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх

Увиди из сеизмометра ИнСигхт ландера

У овом новом истраживању, које је део мисије ИнСигхт-а да разуме сеизмичку активност и унутрашњу структуру Марса, истраживачи су идентификовали раније непознат образац сеизмичких сигнала произведених ударима метеорита. Ови сигнали су се одликовали необично већим уделом високофреквентних таласа у поређењу са типичним сеизмичким сигналима, као и другим карактеристикама, и познати су као „веома високофреквентни“ земљотреси на Марсу.

Истраживачи су открили да је стопа удара метеорита већа него што је раније процењено гледајући новоформиране кратере снимљене сателитским снимцима и у складу са екстраполацијом података из кратера на површини Месеца.

Ово је истакло ограничења претходних модела и процена, као и потребу за бољим моделима за разумевање формирања кратера и утицаја метеорита на Марс.

Моћ сеизмичких података у планетарној науци

Да би решио овај проблем, тим научника је користио НАСА-ин ИнСигхт лендер и изузетно осетљив сеизмометар, СЕИС, за снимање сеизмичких догађаја који су можда били изазвани ударима метеорита.

СЕИС је открио различите сеизмичке ознаке ових високофреквентних марсовских земљотреса, за које су истраживачи открили да указују на ударе метеорита и разликују се од других сеизмичких активности.

Користећи ову нову методу детекције удара, истраживачи су открили много више удара него што су предвиђали сателитски снимци, посебно за мале ударе који производе кратере пречника само неколико метара.

Професор Гаретх Цоллинс, коаутор студије на Одељењу за науке о Земљи и инжењерство на Империал Цоллеге Лондон, рекао је: „СЕИС се показао невероватно успешним у откривању утицаја – чини се да је слушање утицаја ефикасније него њихово тражење ако ми желе да их разумеју.” Колико пута се то дешава?“

Побољшајте наше разумевање Сунчевог система

Истраживачи верују да би постављање мањих, приступачнијих сеизмометара на будуће лендере могло додатно побољшати наше разумевање Марсових стопа удара и унутрашње структуре. Ови алати би помогли истраживачима да открију више сеизмичких сигнала, пружајући свеобухватнији скуп података за разумевање утицаја метеорита на Марс и друге планете, као и њихову унутрашњу структуру.

„Да бисмо разумели унутрашњу структуру планета, користимо сеизмологију“, рекао је др Војцица може одредити од чега су ови слојеви направљени и колико су дубоки.“

„На Земљи можете најлакше да разумете унутрашњу структуру наше планете гледајући податке са сеизмометара који се налазе широм света, међутим, на Марсу је био само један – СЕИС, да бисмо боље разумели унутрашњу структуру Марса За више сеизмометара распоређених широм планете.

Поред нових истраживања објављених у Природна астрономијаТим такође учествује у другој студији објављеној у Унапређење науке Данас је студија користила слике и атмосферске сигнале које је снимио ровер ИнСигхт да би проценио колико често су се удари дешавали на Марсу. Упркос коришћењу различитих метода, две студије су дошле до сличних закључака, ојачавајући укупне налазе.

Референца: „Процена стопе удара на Марс на основу статистике веома високофреквентних марсовских земљотреса“ 28. јун 2024. Природна астрономија.
ДОИ: 10.1038/с41550-024-02301-з