NASA’nın InSight sondasından elde edilen veriler Mars tarihinin yeniden yazılmasına nasıl yardımcı oluyor?

Sismik sinyaller gösteriyor Mars Her yıl yaklaşık 300 basketbol topu büyüklüğünde meteor çarpıyor ve bu da gezegen yüzeylerinin tarihlendirilmesi için yeni bir araç sağlıyor.

Katılan bilim insanları NASANASA’nın InSight misyonu, Mars’ın daha önce düşünülenden çok daha fazla meteor çarpmasına maruz kaldığını ve yıllık ortalamaların 280 ile 360 ​​arasında değiştiğini ortaya çıkardı. Bu yeni anlayış, InSight’ın sismometresinin yakaladığı sismik verilerden kaynaklanıyor ve güneş sistemindeki gezegenlerin yüzeylerini tarihlemenin daha etkili bir yolunu gösteriyor.

Bilim adamlarının önderlik ettiği yeni araştırma Imperial College Londra Ve ETH Zürih, NASA’nın InSight misyonunun bir parçası olarak, Mars’ta göktaşı çarpmalarından kaynaklanan “Mars depremlerinin” ne sıklıkla meydana geldiğini vurguladı.

Araştırmacılar, Mars’ın yılda yaklaşık 280 ila 360 gök taşı çarpışmasına maruz kaldığını, bunun sonucunda çapı sekiz metreden fazla olan kraterlerin kızıl gezegenin yüzeyini sarstığını buldu.

InSight’ın (en ufak yer hareketlerini ölçebilen bir cihaz) “sismometresi” tarafından tespit edilen bu Mars depremlerinin oranı, Mars yüzeyinin uydu görüntülerine dayanan önceki tahminleri aşıyor.

Bu kraterler, 5 Eylül 2021’de bir gök taşının Mars’a çarpması sonucu oluşmuş olup, NASA’nın InSight sondası tarafından gözlemlenen ilk kraterlerdir. NASA’nın Mars Keşif Orbiter’ı tarafından çekilen bu renkli görüntü, ayrıntıların insan gözüyle daha görünür olmasını sağlamak için çarpma nedeniyle bozulan toz ve toprağı mavi renkle vurguluyor. Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech/Arizona Üniversitesi

Sismik veriler ve gezegensel tarihleme

Araştırmacılar, bu sismik verilerin göktaşı çarpma oranlarını ölçmenin daha iyi, daha doğrudan bir yolu olabileceğini ve bilim adamlarının güneş sistemindeki gezegenlerin yüzeylerini daha doğru bir şekilde tarihlendirmelerine yardımcı olabileceğini söylüyor.

Imperial College London Yer Bilimleri ve Mühendisliği Bölümü’nde araştırma görevlisi ve çalışmanın ortak yazarı Dr. Natalia Wojcicka şunları söyledi: “Meteorların Mars’la ne sıklıkta çarpıştığını ve bu etkilerin Mars’ı nasıl değiştirdiğini daha iyi anlamak için sismik verileri kullanarak. Kızıl’ın jeolojik geçmişine ve evrimine ilişkin zaman çizelgesini bir araya getirmeye başlayabiliriz.”

“Bunu, Mars’ın ve belki daha sonra güneş sistemindeki diğer gezegenlerin yüzeylerinin yaşını belirlememize yardımcı olacak bir tür ‘kozmik saat’ olarak düşünebilirsiniz.”

Çalışma bugün (28 Haziran) dergide yayınlandı. Doğa astronomisi.

Bir kolaj görüntüsü, ilk olarak NASA’nın InSight iniş aracındaki bir sismograf tarafından tespit edilen ve daha sonra HiRISE kamera kullanılarak ajansın Mars Keşif Yörünge Aracı tarafından yakalanan üç göktaşı çarpmasını gösteriyor. Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech/Arizona Üniversitesi

Kozmik saatler olarak arkeolojik kraterler

Yıllardır bilim insanları, gezegenlerin yaşını tahmin etmek için Mars’taki ve diğer gezegen yüzeylerindeki krater sayısını “kozmik saatler” olarak kullandılar; gezegenlerdeki yaşlı yüzeylerde gençlere göre daha fazla krater bulunuyordu.

Gezegenin yaşını bu şekilde hesaplamak için bilim insanları, farklı boyutlardaki meteorların zaman içindeki çarpışma oranını tahmin etmek amacıyla ay yüzeyindeki kraterleri temel alan modeller kullandılar. Bu modelleri Mars’a uygulamak için, atmosferin en küçük nesnelerin yüzeye çarpmasını nasıl engellediğini ve Mars’ın güneş sistemindeki farklı boyut ve konumunu hesaba katacak şekilde değiştirilmeleri gerekir.

Mars bilim insanları, çapı 60 metreden daha küçük olan küçük kraterler için uydu görüntülerini kullanarak yeni kraterlerin ne sıklıkta oluştuğunu da gözlemleyebildi; ancak bu şekilde bulunan kraterlerin sayısı beklenenden çok daha düşük.

Sanatçının Mars yüzeyinde çalışan InSight iniş aracının çizimi. InSight, Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Transferi Kullanarak İç Araştırmanın kısaltması, 4,5 milyar yıl önceki oluşumundan bu yana Mars’ın ilk kapsamlı incelemesini gerçekleştirmek için tasarlanmış bir iniş aracıdır. Telif Hakkı: NASA/JPL-Caltech

InSight iniş aracının sismometresinden bilgiler

InSight’ın sismik aktiviteyi ve Mars’ın iç yapısını anlamaya yönelik misyonunun bir parçası olan bu yeni araştırmada, araştırmacılar, meteor çarpmaları tarafından üretilen, daha önce bilinmeyen bir sismik sinyal modeli belirlediler. Bu sinyaller, diğer özelliklerinin yanı sıra, tipik sismik sinyallere kıyasla alışılmadık derecede daha büyük oranda yüksek frekanslı dalgalarla karakterize edildi ve “çok yüksek frekanslı” Mars depremleri olarak biliniyordu.

Araştırmacılar, uydu görüntüleri tarafından yakalanan ve ay yüzeyindeki kraterlerden elde edilen verilerle tutarlı olarak yeni oluşan kraterlere bakarak göktaşı çarpma oranının önceden tahmin edilenden daha yüksek olduğunu belirlediler.

Bu, önceki modellerin ve tahminlerin sınırlamalarının yanı sıra, Mars’ta krater oluşumunu ve göktaşı etkilerini anlamak için daha iyi modellere olan ihtiyacı vurguladı.

Gezegen biliminde sismik verilerin gücü

Bu sorunu çözmek için bilim adamlarından oluşan ekip, meteor çarpmalarının neden olabileceği sismik olayları kaydetmek için NASA’nın InSight sondasını ve son derece hassas sismografı SEIS’i kullandı.

SEIS sismografı, bu yüksek frekanslı Mars depremlerinin farklı sismik izlerini tespit etti; araştırmacılar, bunların göktaşı etkilerinin göstergesi olduğunu ve diğer sismik faaliyetlerden farklı olduğunu buldu.

Araştırmacılar, bu yeni darbe tespit yöntemini kullanarak, özellikle yalnızca birkaç metre çapında kraterler oluşturan küçük çarpmalar için, uydu görüntüleri tarafından tahmin edilenden çok daha fazla çarpma olayı tespit etti.

Imperial College London Yer Bilimleri ve Mühendisliği Bölümü’nde çalışmanın ortak yazarı Profesör Gareth Collins şunları söyledi: “SEIS, etkileri tespit etmede inanılmaz derecede başarılı olduğunu kanıtladı; öyle görünüyor ki, eğer biz darbeleri dinlersek, onları aramaktan daha etkili oluyoruz. onları anlamak istiyorum.” Kaç kez oluyor?”

Güneş sistemi hakkındaki anlayışımızı geliştirin

Araştırmacılar, gelecekteki iniş araçlarına daha küçük ve daha uygun fiyatlı sismometreler yerleştirmenin, Mars’ın çarpma oranları ve iç yapısı hakkındaki anlayışımızı daha da geliştirebileceğine inanıyor. Bu araçlar, araştırmacıların daha fazla sismik sinyal tespit etmesine yardımcı olacak ve meteoritlerin Mars ve diğer gezegenler üzerindeki etkilerinin yanı sıra iç yapılarını anlamak için daha kapsamlı bir veri seti sağlayacak.

Dr. Wojcica, “Gezegenlerin iç yapısını anlamak için sismolojiyi kullanıyoruz” dedi. “Bunun nedeni, sismik dalgaların bir gezegenin kabuğu, mantosu ve çekirdeğindeki materyallerden geçerken veya bunları yansıttığında değişmesidir. Sismologlar bu değişiklikleri inceleyerek. bu katmanların nelerden oluştuğunu ve ne kadar derin olduklarını belirleyebiliriz.”

“Dünyada gezegenimizin iç yapısını en kolay şekilde dünyanın çeşitli yerlerinde bulunan sismometrelerden elde edilen verilere bakarak anlayabilirsiniz. Ancak Mars’ta sadece bir tane vardı; Mars’ın iç yapısını daha iyi anlayabilmek için SEIS’e ihtiyacımız var. Gezegene dağıtılan daha fazla sismometreye.

Ayrıca yayınlanan yeni araştırmalar da Doğal astronomiEkip aynı zamanda yayınlanan başka bir çalışmaya da katılıyor. Bilimin ilerlemesi Bugün yapılan çalışmada, Mars’ta çarpmaların ne sıklıkta meydana geldiğini tahmin etmek için InSight gezgini tarafından kaydedilen görüntüler ve atmosferik sinyaller kullanıldı. Farklı yöntemler kullanılmasına rağmen, iki çalışma benzer sonuçlara ulaşarak genel bulguları güçlendirdi.

Referans: “Mars’taki çok yüksek frekanslı depremlerin istatistiklerinden Mars’taki etki oranının tahmin edilmesi” 28 Haziran 2024, Doğal astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z