Новый класс марсианских землетрясений выявил ежедневные падения метеоритов
Первое падение метеорита, обнаруженное миссией НАСА InSight; Изображение было получено марсианским разведывательным орбитальным аппаратом НАСА с использованием камеры научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE). Автор: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona: https://science.nasa.gov/resource/insight-detects-an-impact-for-the-first-time/
Швейца́рская вы́сшая техни́ческая шко́ла Цю́риха (нем. Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, англ. Swiss Federal Institute of Technology Zurich) — вуз в швейцарском Цюрихе. Википедия
Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей минералом маггемитом — γ-оксидом железа(III).
Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного). Википедия
Читайте также:В Армении тестируют роботов для полётов на МарсРовер Perseverance передал первую фотографию МарсаРежиссер хоррора «Тихое место» снимет научно-фантастический триллер «Жизнь на Марсе»В США хотят заселить Марс грибами, роботами-трансформерами и киберпчеламиАравийский океан на Марсе был в два раза больше Северного ледовитого океана
Джеральдин Зенхаузерн, соруководитель исследования, прокомментировала: «Эта цифра была примерно в пять раз выше, чем цифра, рассчитанная только по орбитальным снимкам. Наши результаты, согласованные с орбитальными снимками, показывают, что сейсмология является отличным инструментом для измерения скорости ударов».
Сейсмический «чириканье» сигнализирует о новом классе землетрясений
Используя данные сейсмометра, развернутого во время миссии НАСА InSight на Марс, исследователи обнаружили, что 6 сейсмических событий, зарегистрированных в непосредственной близости от станции, ранее были идентифицированы как метеорные удары - процесс, ставший возможным благодаря регистрации определенного акустического атмосферного сигнала, генерируемого при метеориты вошли в атмосферу Марса.
Теперь Зенхойзерн из ETH Zurich, соруководитель Наталья Войчицка из Имперского колледжа Лондона и исследовательская группа обнаружили, что эти 6 сейсмических событий принадлежат к гораздо большей группе марсотрясений, так называемых событий очень высокой частоты (VF). Очаговый процесс этих землетрясений происходит гораздо быстрее, чем для тектонического марсотрясения аналогичного размера. В то время как обычное землетрясение магнитудой 3 на Марсе занимает несколько секунд, событие такого же размера, вызванное ударом, занимает всего 0,2 секунды или меньше из-за сверхскорости столкновения. Анализируя спектры марсотрясений, команда выявила еще 80 марсотрясений, которые, как теперь полагают, вызваны ударами метеоритов.
Коллаж, показывающий три удара метеорита, которые сначала были обнаружены сейсмометром на посадочном модуле НАСА InSight, а затем засняты орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter с помощью камеры HiRISE. Автор: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Их исследовательский поиск начался в декабре 2021 года, за год до того, как скопившаяся пыль на солнечных панелях положила конец миссии InSight, когда сильное отдаленное землетрясение, зафиксированное сейсмометром, вызвало широкополосный сейсмический сигнал по всей планете. Дистанционное зондирование связало землетрясение с кратером шириной 150 метров. Для подтверждения команда InSight объединилась с контекстной камерой (CTX) Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) для поиска других свежих кратеров, которые соответствовали бы времени и местоположению сейсмических событий, обнаруженных InSight.
Детективная работа команд принесла свои плоды, и им посчастливилось найти второй свежий кратер диаметром более 100 метров (320 футов). Однако кратеры меньшего размера, образовавшиеся при ударе метеороидов размером с баскетбольный мяч и которые должны быть гораздо более распространенными, остались неуловимыми. Теперь количество ударов метеоритов по-новому оценивается по возникновению этих особых высокочастотных землетрясений.
Скорость падения первого метеорита по сейсмическим данным
Ежегодно на Землю падает около 17 000 метеоритов, но если они не проносятся по ночному небу, их редко замечают. Большинство метеоров распадаются при входе в атмосферу Земли, но на Марсе атмосфера в 100 раз тоньше, поэтому его поверхность подвергается более сильным и частым ударам метеоритов.
До сих пор ученые-планетологи полагались на орбитальные изображения и модели, полученные на основе хорошо сохранившихся метеоритных ударов о Луну, но экстраполяция этих оценок на Марс оказалась сложной задачей. Ученым пришлось учитывать более сильное гравитационное притяжение Марса и его близость к поясу астероидов, что означает, что на Красную планету попадает больше метеоритов. С другой стороны, регулярные песчаные бури приводят к образованию кратеров, которые гораздо хуже сохранились, чем лунные, и поэтому их не так легко обнаружить с помощью орбитальных изображений. Когда метеорит падает на планету, сейсмические волны от удара проходят через кору и мантию и могут быть зафиксированы сейсмометрами.
Войжитка объясняет: «Мы оценили диаметры кратеров на основе магнитуды всех марсотрясений VF и расстояний до них, а затем использовали их для расчета, сколько кратеров образовалось вокруг спускаемого аппарата InSight в течение года. Затем мы экстраполировали эти данные, чтобы оценить количество столкновений, которые происходят ежегодно на всей поверхности Марса».
Зенхойзерн добавляет: «Хотя новые кратеры лучше всего можно увидеть на плоской и пыльной местности, где они действительно выделяются, этот тип местности покрывает менее половины поверхности Марса. Однако чувствительный сейсмометр InSight мог уловить каждый отдельный удар в пределах Марса. дальность полета посадочного модуля».
Понимание возраста Марса и будущих миссий
Подобно линиям и морщинам на нашем лице, размер и плотность кратеров от ударов метеоритов позволяют узнать о возрасте различных областей планетарного тела. Чем меньше кратеров, тем моложе регион планеты. Венера, например, почти не имеет видимых кратеров, поскольку ее поверхность постоянно подвергается вулканической деятельности, тогда как Меркурий и Луна с их древними поверхностями сильно покрыты кратерами. Марс находится между этими примерами, где есть старые и молодые регионы, которые можно отличить по количеству кратеров.
Новые данные показывают, что 8-метровый (26-футовый) кратер возникает где-то на поверхности Марса почти каждый день, а 30-метровый (98-футовый) кратер возникает примерно раз в месяц. Поскольку сверхскоростные удары вызывают зоны взрыва, диаметр которых легко в 100 раз превышает диаметр кратера, знание точного количества ударов важно для безопасности робототехники, а также для будущих пилотируемых миссий на Красную планету.
«Это первая в своем роде работа, в которой на основе сейсмологических данных определяется, как часто метеориты воздействуют на поверхность Марса — что было целью миссии первого уровня миссии Mars InSight», — говорит Доменико Джардини, профессор сейсмологии и геодинамики в ETH Zurich и Со-главный исследователь миссии НАСА Mars InSight. «Такие данные учитываются при планировании будущих миссий на Марс».
По словам Зенхойзерна и Войчицки, следующие шаги в продвижении этих исследований включают использование технологий машинного обучения, которые помогут исследователям идентифицировать дальнейшие кратеры на спутниковых изображениях и идентифицировать сейсмические события в данных.
Больше информации: An estimate of the impact rate on Mars from statistics of very-high-frequency marsquakes., Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z
Источник: ETH Zurich
0 комментариев