Uit seismische gegevens blijkt dat Mars vaak wordt getroffen door krachtige meteorieten die de planeet doen schudden

Mars wordt opgeschud door aardbevingen, maar ze worden niet allemaal veroorzaakt door verschijnselen die zich onder het oppervlak voordoen; veel daarvan vinden plaats in de nasleep van meteorietinslagen.

Meteorieten slaan elke dag neer op het oppervlak van Mars. Na analyse van gegevens van NASA’s InSight-rover merkte een internationaal team van onderzoekers op dat de SEIS-seismometer zes seismische gebeurtenissen in de buurt detecteerde. Deze gebeurtenissen werden in verband gebracht met hetzelfde atmosferische akoestische signaal dat meteorieten genereren wanneer ze snel door de atmosfeer van Mars gaan. Verder onderzoek heeft uitgewezen dat deze zes gebeurtenissen in een geheel nieuwe categorie aardbevingen vallen, bekend als zeer hoogfrequente gebeurtenissen.

De inslagen die aardbevingen op Mars veroorzaken, vinden plaats in fracties van een seconde, veel minder tijd dan de paar seconden die tektonische processen nodig hebben om aardbevingen van vergelijkbare omvang te veroorzaken. Dit zijn enkele belangrijke seismische gegevens die ons hebben geholpen het optreden van aardbevingen veroorzaakt door meteorietinslagen op Mars te begrijpen. Dit is ook de eerste keer dat seismische gegevens zijn gebruikt om te bepalen hoe vaak inslagkraters ontstaan.

“Hoewel een niet-inslagoorsprong niet definitief kan worden uitgesloten voor elke VF-gebeurtenis, laten we zien dat de VF-klasse als geheel op plausibele wijze wordt veroorzaakt door meteorietinslagen”, aldus de onderzoekers in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications. Stadion Onlangs gepubliceerd in Nature.

Seismische verschuiving

Wetenschappers bepaalden doorgaans de inslagsnelheid van meteorieten op Mars door de frequentie van kraters op het oppervlak te vergelijken met de verwachte inslagsnelheid berekend op basis van het aantal maankraters dat door meteorieten werd achtergelaten. Modellen voor de snelheid van maankraters werden vervolgens aangepast aan de omstandigheden op Mars.

Als vergelijking naar de maan kijken was niet ideaal, omdat de kans groter is dat Mars door meteorieten wordt getroffen. De rode planeet is niet alleen een enorm lichaam met een grotere zwaartekracht, maar bevindt zich ook in de buurt van de asteroïdengordel.

Een ander probleem is dat maankraters vaak beter bewaard zijn gebleven dan kraters op Mars, omdat er… Nergens in het zonnestelsel Kraters in orbitale beelden zijn vaak gedeeltelijk bedekt met stof, waardoor ze moeilijk te identificeren zijn. Zandstormen kunnen de zaken nog ingewikkelder maken door kraters te bedekken met meer stof en puin (iets dat op de maan niet kan gebeuren vanwege de afwezigheid van wind).

Het InSight-ruimtevaartuig zette zijn SEIS-instrument in na de landing Elysium planitia Naast het detecteren van tektonische activiteit, kan een seismograaf de impactsnelheid bepalen op basis van seismische gegevens. Wanneer meteorieten Mars raken, produceren ze seismische golven, net als tektonische aardbevingen op Mars, en de golven kunnen door seismometers worden gedetecteerd wanneer ze door de mantel en korst reizen. Een enorme aardbeving, vastgelegd door het SEIS-instrument, was gekoppeld aan een krater van 150 meter breed. SEIS zou later nog vijf aardbevingen op Mars detecteren die allemaal verband hielden met een akoestisch signaal (gedetecteerd door een andere sensor op InSight) dat een duidelijk teken is van een vallende meteoriet.

Aanzienlijke impact

Er was nog iets opmerkelijks aan de zes door inslagen veroorzaakte aardbevingen op Mars die werden ontdekt met behulp van seismische gegevens. Vanwege de snelheid van de meteoroïden (meer dan 3.000 meter of 9.842 voet per seconde) vonden deze gebeurtenissen sneller plaats dan enig ander type aardbeving op Mars, zelfs sneller dan aardbevingen in de hoogfrequente (HF) categorie. Dit is hoe het zijn eigen classificatie kreeg: aardbevingen met zeer hoge frequentie, of VF. Toen het InSight-team de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Context Camera (CTX) gebruikte om de locaties van gebeurtenissen vastgelegd door SEIS in beeld te brengen, waren er nieuwe kraters aanwezig in de beelden.

Er zijn nog meer seismische gebeurtenissen die nog niet zijn geïdentificeerd in verband met de kraters. Aangenomen wordt dat het kleine kraters zijn, gevormd door meteoroïden zo groot als basketballen, die uiterst moeilijk te zien zijn in orbitale beelden gemaakt door de Mars Reconnaissance Orbiter.

De onderzoekers konden SEIS-gegevens gebruiken om de kraterdiameters te schatten op basis van de afstand van InSight (op basis van hoe lang het duurde voordat seismische golven het ruimtevaartuig bereikten) en de omvang van de bijbehorende aardbevingen op VF op Mars. Ze waren ook in staat om de frequentie van aardbevingen af ​​te leiden die door SEIS werden opgevangen. Nadat ze een frequentieschatting hadden toegepast op basis van gegevens over het hele oppervlak van Mars, schatten ze dat er jaarlijks ongeveer 280 tot 360 VF-aardbevingen plaatsvinden.

“Er zijn sterke argumenten dat een unieke klasse van aardbevingen overeenkomt met inslagen”, zeiden ze in hetzelfde onderzoek. Stadion“Daarom is het nuttig om na te denken over de implicaties van het toeschrijven van alle zichtbare waarnemingsgebeurtenissen aan meteorietinslagen.”

De ontdekking van deze kraters heeft bijgedragen aan de schattingen van het aantal inslagkraters op Mars, aangezien veel ervan voorheen niet vanuit de ruimte konden worden gezien. Wat kunnen VF-botsingen ons vertellen? Het impactpercentage op een planeet of maan is belangrijk bij het bepalen van de leeftijd van het oppervlak van dat lichaam. Met behulp van botsingen hebben we kunnen vaststellen dat het oppervlak van Venus voortdurend wordt aangevuld door vulkanische activiteit, terwijl het grootste deel van het oppervlak van Mars al miljarden jaren niet meer bedekt is met lava.

Het bepalen van de snelheid waarmee meteorieten de aarde inslaan, kan ook helpen ruimtevaartuigen, en misschien op een dag Mars-astronauten, te beschermen tegen mogelijke gevaren. De studie suggereert dat er perioden zijn waarin botsingen min of meer frequent voorkomen, dus het kan mogelijk zijn om te voorspellen wanneer de lucht vrij zal zijn van vallende ruimtestenen – en wanneer niet. In feite vormen meteorieten geen groot gevaar voor de aarde, omdat de meeste ervan in de atmosfeer verbranden. Mars heeft een veel dunnere atmosfeer, waardoor er meer meteorieten doorheen kunnen gaan, en er is geen baldakijn om het te beschermen tegen meteorenregen.

Natuurlijke astronomie, 2024. DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z