ממצאים אחרונים ממשימת InSight מגלים שמאדים חווה 280 עד 360 פגיעות משמעותיות של מטאוריטים מדי שנה, הרבה מעבר להערכות קודמות המבוססות על תמונות לוויין. גישה סיסמית זו מציעה דרך חדשה לתארך משטחי מאדים ומשטחים פלנטריים אחרים. קרדיט: נאס"א / JPL – Caltech
אותות סיסמיים מעידים מַאְדִים נפגע על ידי כ-300 מטאוריטים בגודל כדורסל מדי שנה, מה שמספק כלי חדש לתיארוך משטחים פלנטריים.
מדענים המעורבים ב נאס"אמשימת InSight של המאדים גילתה שמאדים נתון לפגיעות מטאוריטים הרבה יותר ממה שחשבו בעבר, עם שיעורים שנתיים שנעים בין 280 ל-360 פגיעות משמעותיות. הבנה חדשה זו נובעת מנתונים סייסמיים שנלכדו על ידי הסיסמומטר של InSight, אשר מציע שיטה יעילה יותר לתיארוך משטחים פלנטריים ברחבי מערכת השמש.
המחקר החדש, בהובלת מדענים ב אימפריאל קולג' לונדון ו-ETH ציריך, שעובדים כחלק ממשימת InSight של נאס"א, שפכו אור על התדירות שבה מתרחשות 'רעידות מאדים' הנגרמות מפגיעות מטאוריטים על מאדים.
החוקרים גילו שמאדים חווה כ-280 עד 360 פגיעות של מטאוריטים מדי שנה המייצרים מכתשים בקוטר של יותר משמונה מטרים ומרעידים את פני כוכב הלכת האדום.
קצב רעידות המאדים הללו, שזוהו על ידי ה"סיסמומטר" של InSight – מכשיר המסוגל למדוד את תנועות הקרקע הקלות ביותר – עולה על הערכות קודמות המבוססות על תמונות לוויין של פני השטח של מאדים.
מכתשים אלו נוצרו כתוצאה מפגיעת מטאורואיד על מאדים ב-5 בספטמבר 2021, הראשונה שזוהתה על ידי InSight של נאס"א. תמונה זו, שצולמה על ידי Mars Reconnaissance Orbiter של נאס"א, מדגישה את האבק והאדמה המופרעים מהפגיעה בכחול כדי להפוך פרטים גלויים יותר לעין האנושית. קרדיטים: נאס"א/JPL-Caltech/אוניברסיטת אריזונה
נתונים סיסמיים ותיארוך פלנטרי
החוקרים אומרים שהנתונים הסיסמיים האלה יכולים להיות דרך טובה וישירה יותר למדידת שיעורי פגיעת מטאוריטים, ויכולים לעזור למדענים לתארך משטחים פלנטריים ברחבי מערכת השמש בצורה מדויקת יותר.
המחברת הראשונה של המחקר, ד"ר נטליה וויצ'יצקה, עמיתת מחקר במחלקה למדעי כדור הארץ והנדסה של אימפריאל קולג' בלונדון, אמרה: "על ידי שימוש בנתונים סיסמיים כדי להבין טוב יותר באיזו תדירות מטאוריטים פוגעים במאדים וכיצד ההשפעות הללו משנות את פני השטח שלו, נוכל להתחיל לחתוך יחד ציר זמן של ההיסטוריה הגיאולוגית והאבולוציה של כוכב הלכת האדום.
"אפשר לחשוב על זה כמעין 'שעון קוסמי' שיעזור לנו לתארך משטחי מאדים, ואולי, בהמשך הקו, כוכבי לכת אחרים במערכת השמש."
המחקר מתפרסם היום (28 ביוני) בכתב העת אסטרונומיה של הטבע.
קולאז' המראה שלוש פגיעות מטאורואיד שזוהו לראשונה על ידי הסיסמומטר על נחתת InSight של נאס"א ומאוחר יותר נתפסו על ידי מטוס הסיור של הסוכנות של הסוכנות באמצעות מצלמת HiRISE שלה. קרדיט: נאס"א/JPL-Caltech/אוניברסיטת אריזונה
מכתשי השפעה כשעונים קוסמיים
במשך שנים, מדענים השתמשו במספר המכתשים על פני מאדים וכוכבי לכת אחרים כ"שעונים קוסמיים" כדי להעריך את גיל כוכבי הלכת – כאשר משטחים ישנים יותר על כוכבי לכת עם מכתשים רבים יותר מאשר צעירים יותר.
כדי לחשב את הגיל הפלנטרי בדרך זו, מדענים השתמשו באופן מסורתי במודלים המבוססים על מכתשים על הירח כדי לחזות את קצב פגיעות המטאוריטים בגדלים שונים לאורך זמן. כדי ליישם את המודלים הללו על מאדים, יש להתאים אותם לאופן שבו האטמוספירה עשויה למנוע מהפגעים הקטנים ביותר מלפגוע בפני השטח ולגודלו ומיקומו השונים של מאדים במערכת השמש.
עבור מכתשים קטנים ברוחב של פחות מ-60 מטרים, מדעני מאדים הצליחו גם לראות באיזו תדירות נוצרים מכתשים חדשים באמצעות תמונות לוויין – אך מספר המכתשים שנמצאו בדרך זו נמוך בהרבה מהצפוי.
ביצוע אמן של נחתת InSight הפועלת על פני מאדים. InSight, קיצור של Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, היא נחתת שנועדה לתת למאדים את הבדיקה היסודית הראשונה שלו מאז שנוצרה לפני 4.5 מיליארד שנים. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
תובנות מ-Seismometer של InSight
מחקר חדש זה, המהווה חלק ממשימת InSight להבנת הפעילות הסייסמית והמבנה הפנימי של מאדים, חוקרים זיהו דפוס לא מזוהה בעבר של אותות סייסמי, כפי שהופק מפגיעות מטאוריטים. האותות הללו בלטו בשיעור הגבוה בצורה יוצאת דופן של גלים בתדר גבוה בהשוואה לאותות סיסמיים טיפוסיים, כמו גם במאפיינים אחרים, והם ידועים כרעידות מרס "בתדירות גבוהה מאוד".
החוקרים מצאו ששיעור פגיעות המטאורואידים גבוה מההערכה בעבר על ידי התבוננות במכתשים שזה עתה נוצרו שנלכדו על ידי תמונות לוויין ובהסכמה עם אקסטרפולציה של נתונים ממכתשים על פני הירח.
זה הדגיש את המגבלות של מודלים והערכות קודמים, כמו גם את הצורך במודלים טובים יותר להבנת היווצרות מכתשים ופגיעות מטאוריטים על מאדים.
כוחם של נתונים סיסמיים במדע הפלנטרי
כדי להתמודד עם זה, צוות המדענים השתמש בנחתת InSight של נאס"א ובסיסממטר הרגיש ביותר שלה, SEIS, כדי לתעד אירועים סיסמיים שעשויים להיגרם מפגיעת מטאוריטים.
SEIS זיהה חתימות סיסמיות האופייניות לרעידות המאדים בתדירות גבוהה מאוד, שחוקרים מצאו שהן מעידות על פגיעות מטאורואיד ושונות מפעילות סייסמית אחרת.
באמצעות שיטה חדשה זו לאיתור פגיעות, החוקרים מצאו הרבה יותר אירועי פגיעה ממה שחזו על ידי הדמיית לוויין, במיוחד עבור פגיעות קטנות המייצרות מכתשים בקוטר של מטרים ספורים בלבד.
מחבר המחקר פרופסור גארת' קולינס מהמחלקה למדעי כדור הארץ והנדסה של אימפריאל קולג' בלונדון אמר: "מכשיר SEIS הוכיח את עצמו כמוצלח להפליא באיתור השפעות – נראה שהאזנה להשפעות יעילה יותר מאשר לחפש אותן אם אנחנו רוצים להבין. באיזו תדירות הם מתרחשים."
שיפור ההבנה שלנו לגבי מערכת השמש
חוקרים מאמינים שפריסה של מדי סייסמוט קטנים יותר ובמחיר סביר על נחתות עתידיות עשויה לשפר עוד יותר את ההבנה שלנו לגבי שיעורי ההשפעה והמבנה הפנימי של מאדים. מכשירים אלה יסייעו לחוקרים לזהות יותר אותות סיסמיים, ויספקו מערך נתונים מקיף יותר להבנת פגיעות המטאוריטים על מאדים וכוכבי לכת אחרים, כמו גם את המבנים הפנימיים שלהם.
ד"ר וויצ'יצה אמר: "כדי להבין את המבנה הפנימי של כוכבי לכת, אנו משתמשים בסימולוגיה. הסיבה לכך היא שכאשר גלים סיסמיים עוברים או משתקפים בחומר בקרום, במעטפת ובליבת כוכבי הלכת, הם משתנים. על ידי לימוד השינויים הללו, סייסמולוגים יכולים לקבוע ממה מורכבות השכבות הללו ועד כמה הן עמוקות.
"על כדור הארץ, אתה יכול להבין ביתר קלות את המבנה הפנימי של כוכב הלכת שלנו על ידי התבוננות בנתונים מסיסמוממטרים הממוקמים בכל רחבי הגלובוס. עם זאת, על מאדים היה רק אחד – SEIS. כדי להבין טוב יותר את המבנה הפנימי של מאדים, אנו זקוקים ליותר סיסמומטרים המפוזרים על פני כדור הארץ."
כמו גם המחקר החדש שפורסם ב אסטרונומיה של הטבעהצוות מעורב גם במחקר אחר שמתפרסם ב התקדמות המדע היום, שהשתמשה בתמונות ובאותות אטמוספריים שתועדו על ידי InSight כדי להעריך באיזו תדירות מתרחשות פגיעות על מאדים. למרות השימוש בשיטות שונות, שני המחקרים הגיעו למסקנות דומות, מה שמחזק את הממצאים הכוללים.
