Как на Марсе были обнаружены два огромных необычных ударных кратера и что они означают

Большинство миров нашей Солнечной системы испещрено ударными кратерами. Они свидетельствуют о жестокости первых дней существования Солнца, когда астероиды, кометы и целые планеты регулярно сталкивались и уничтожали друг друга.

Наша собственная Луна, скорее всего, образовалась в результате одного из таких столкновений, и на ней находится крупнейшая ударная структура в Солнечной системе — Южный полюс/бассейн Эйткен, около 2500 км в поперечнике. Огромные плоские северные пустыни Марса тоже могли образоваться во время гигантского столкновения около 4 миллиардов лет назад.

Сегодняшняя Солнечная система гораздо более спокойное место. Но удары метеоритов по-прежнему являются одним из доминирующих процессов, формирующих планетарные ландшафты в большинстве миров, кроме Земли. Теперь наше новое исследование крупнейших недавних ударных кратеров на Марсе, опубликованное в журнале Science , проливает новый свет на внутреннюю часть красной планеты.

Изучение ударных кратеров может многому нас научить — от понимания состава и размера породивших их астероидов или комет, до изучения свойств поверхностей и недр планет. Внутренности кратеров фактически можно использовать для изучения иначе недоступной подземной геологии. Степень кратеров на поверхности также можно использовать для оценки ее возраста: чем она старше, тем больше кратеров (обычно).

В конце прошлого года космический корабль НАСА InSight, который находится на поверхности Марса и «слушает» сейсмические волны в недрах планеты, обнаружил два огромных «марсотрясения» с интервалом примерно в 90 дней — среди самых сильных, которые мы видели до сих пор во время нашего исследования.

Эти марсотрясения сильно отличались от предыдущих, зарегистрированных InSight. Например, они представлялись тем, что мы называем «поверхностными волнами», то есть сейсмическими волнами, распространяющимися в самых внешних слоях марсианской коры (ее поверхностном слое).

Такие волны бывают редко. Они также особенно интересны, потому что позволяют нам «картировать» структуру очень необычной коры Марса, которая гораздо более плоская в северном полушарии и более толстая и гористая в южном.

Мы могли бы сказать, что марсотрясения, вероятно, имели неглубокое происхождение — потенциально они были вызваны огромным столкновением, а не результатом процессов, происходящих глубже внутри планеты. Анализируя сейсмические волны, записанные InSight, мы также смогли определить приблизительный эпицентр или точку происхождения марсотрясений. Поскольку эти два землетрясения были такими необычными, мы запросили дополнительные наблюдения с космического корабля Mars Reconnaissance Orbiter, который вращается вокруг планеты.

Результаты были весьма замечательными. Было обнаружено, что эпицентры обоих марсотрясений коррелируют с положением огромных черных пятен на поверхности планеты — зон взрыва новых ударных кратеров. Оглядываясь назад на более старые изображения с низким разрешением, команда визуализаторов смогла определить точные даты образования кратеров, которые точно совпали с тем, когда InSight обнаружил марсотрясения.

Сами кратеры были огромными — около 130 м и 150 м в диаметре соответственно. «Зоны взрыва», созданные ударными волнами метеоритов, входящих в атмосферу и ударяющихся о поверхность, простирались на десятки километров. Это были самые большие свежие кратеры, которые мы когда-либо видели в Солнечной системе.

Более крупный из двух кратеров находился примерно в тридцати градусах к северу от марсианского экватора — по марсианским меркам это полутропическая широта. На дне кратера были куски того, что было идентифицировано как лед (из воды), выкопанное ударяющимся телом, когда оно прорвалось в подземный замороженный слой. Это был самый близкий к экватору лед, который мы когда-либо видели, и это означает, что на Марсе, вероятно, больше воды (хотя и замороженной), чем считалось ранее. Это особенно важно, если люди однажды поселятся там.

Как оказалось, поверхностные волны от одного из событий были настолько сильными, что они были зарегистрированы InSight после того, как они прошли вокруг планеты в обоих направлениях — впервые в сейсмологии.

Анализируя поверхностные волны, мы также смогли создать изображение структуры земной коры. Первоначальные результаты показали, что различия между северным и южным полушарием могут быть более поверхностными, чем считалось ранее. В частности, похоже, что некоторые различия в земной коре были ограничены областью очень близко к поверхности, а не простирались глубже. Почему северное и южное полушария выглядят так по-разному, несмотря на то, что они очень похожи даже на небольшой глубине, остается загадкой.

Мы также не знаем, почему эти два кратера образовались так близко друг к другу во времени — гораздо ближе друг к другу, чем предполагает случайная статистика. Одна из теорий, которую мы исследовали, заключалась в том, мог ли астероид разбиться на орбите вокруг Марса, и его фрагменты медленно возвращались в атмосферу в течение нескольких месяцев, создавая различные кратеры. Но отсутствие каких-либо других кратеров аналогичного размера или прямых доказательств этого затрудняет доказательство.

К сожалению, обнаружение этих столкновений, вероятно, стало одним из последних результатов миссии InSight. Солнечные панели космического корабля теперь настолько запылены, что становится невозможно поддерживать батареи достаточно заряженными, чтобы оставаться в рабочем состоянии. Хотя мы будем продолжать слушать столько, сколько сможем, возможно, только после того, как следующий набор сейсмометров будет отправлен на Марс, мы сможем исследовать некоторые из оставшихся без ответа вопросов о столкновениях с красной планетой.