„Marsjańskie blizny” odsłaniają wnętrze planety. Nowe badania zaskakują

W tym artykule:

1. Kratery jak stanowiska archeologiczne
2. Od symulacji do badania
3. Jak DART z Didymosem

Zespołem badawczym, który oceniał cechy podpowierzchniowe Marsa na podstawie danych pozyskanych w obrębie marsjańskich kraterów kierowała Polka – dr Aleksandra Sokołowska, stypendystka UKRI na Wydziale Nauk o Ziemi i Inżynierii (DESE) w Imperial College London.

W grupie badawczej znaleźli się również Gareth S. Collins, profesor DESE w Imperial, Ingrid J. Daubar, profesor nadzwyczajny na Wydziale Nauk o Ziemi, Środowisku i Planetariach (DEEPS) na Uniwersytecie Browna oraz dr Martin Jutzi, Privatdozent w Instytucie Fizyki na Uniwersytecie w Bernie.Wyniki ich badań zostały opublikowane w periodyku naukowym „Journal of Geophysical Research: Planets”. Czego konkretnie dotyczyły?

Kratery jak stanowiska archeologiczne

Zacznijmy od tego, że kratery uderzeniowe dają unikatową możliwość zajrzenia pod powierzchnię danego ciała niebieskiego bez konieczności robienia wykopów czy odwiertów. Według badań kierowanych przez dr Sokołowską, warstwy skalne i inne wyrzuty powstałe w wyniku uderzenia mogą różnić się rozmiarem w zależności od składu materiałów znajdujących się pod punktem uderzenia. W zmianie charakterystyki krateru kluczową rolę odgrywa kilka czynników, m.in. wytrzymałość materiału podpowierzchniowego i jego porowatość.

– W przeszłości naukowcy wykorzystywali rozmiar i kształt kraterów uderzeniowych do wnioskowania o właściwościach materiałów znajdujących się pod warstwą zewnętrzną. My jednak pokazujemy, że rozmiar pokrywy wyrzutowej rozciągającej się wokół krateru również łączy się z właściwościami podpowierzchniowymi – mówi badaczka.

Aby ustalić, czy wyrzut krateru może stanowić kolejne źródło informacji, konieczne było uruchomienie modeli opracowanych przez profesora Collinsa, które są w stanie zasymulować moment uderzenia w planetę innego ciała niebieskiego. Symulacje pozwoliły również na zmianę charakterystyki materiałów pod powierzchnią (pojedyncze, warstwowe, mieszane) i samych materiałów (skała macierzysta, osad, luźna skała z lodem, lód lodowcowy). Wykazały one, że właśnie wachlarz tych cech spowodował utworzenie się szerokiej gamy wzorów tego typu wyrzutów.

Od symulacji do badania

Następnie zespół przetestował swoje wyniki, badając dwa świeże kratery uderzeniowe na Marsie. Kratery te powstały na podłożu skalnym i warstwie podpowierzchniowego lodu. Ponieważ wyrzucone materiały były świeże, nie uległy jeszcze znacznej erozji, co ułatwiło zmierzenie ich odległości od miejsca uderzenia. Okazało się, że wzór wyrzutu nad podłożem skalnym był znacznie większy niż nad podpowierzchniowym lodem. Było to zgodne z przewidywaniami modelu, potwierdzając, że różnice w promieniu wyrzutu odzwierciedlają właściwości podpowierzchniowe.

– Różnice w promieniu wyrzutu mogą być dość duże i przewidujemy, że można je zmierzyć z orbity za pomocą kamery HiRISE, znajdującej się na pokładzie orbitera NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Gdy metoda zostanie dokładnie przetestowana, może stać się obiecującym nowym narzędziem do badania właściwości podpowierzchniowych – wyjaśnia dr Sokołowska i dodaje, że właśnie tego dotyczy jej stypendium w Imperial College London.

Jak DART z Didymosem

Kierowany przez dr Sokołowską zespół wskazuje również, że metoda ta może być przydatna dla obecnych i przyszłych misji, ponieważ wciąż trwają badania Marsa poszukujące wskazówek na temat jego przeszłości. Konieczne jest też wybranie odpowiedniego miejsca lądowania dla przyszłych misji załogowych.

Odkrycia zespołu mają jednak zastosowanie w badaniu innych ciał astronomicznych w Układzie Słonecznym. Obejmuje to podwójny układ asteroid Didymos, z którym sonda kosmiczna ESA Hera spotka się w lutym 2026 roku. We wrześniu 2022 r. test Double Asteroid Redirect Test (DART) NASA przeprowadził pierwszy test uderzenia kinetycznego z Dimorphos, małym satelitą orbitującym wokół Didymos.

Gdy sonda Hera dotrze na miejsce, zbada krater powstały w wyniku uderzenia, aby dowiedzieć się więcej o wnętrzu asteroidy. Dr Sokołowska powiedziała, że badanie wzoru wyrzutu może pomóc w osiągnięciu tego celu.

Źródło: universetoday.com

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.