Mars ma dwie twarze. Nie nie te rodzaj twarzy, ale zauważalne różnice między półkulą północną i południową. Ale wielu nie zgodziło się, czy kilka rzeźb lub kilka dużych uderzeń było odpowiedzialnych za rzeźbienie powierzchni Marsa. Teraz naukowcy z California Institute of Technology wykazali za pomocą komputerowego modelowania, że dychotomię Marsa, jak to określa się podzielony teren, można rzeczywiście wyjaśnić jednym gigantycznym uderzeniem na początku historii planety.
„Dychotomia jest prawdopodobnie najstarszą funkcją na Marsie” - powiedział Oded Aharonson z Caltech. Naukowcy uważają, że różnice w cechach półkuli pojawiły się ponad cztery miliardy lat temu.
Wcześniej naukowcy odrzucali pomysł, że pojedynczy gigantyczny impaktor stworzył niższe wysokości i cieńszą skorupę północnego regionu Marsa, mówi Margarita Marinova, absolwentka Caltech i jeden z głównych autorów badania.
Po pierwsze, wyjaśniła Marinova, sądzono, że pojedyncze uderzenie pozostawi ślad po okręgu, ale zarys regionu nizin północnych jest eliptyczny. Wyraźnie brakuje też krawędzi krateru: topografia rośnie płynnie z nizin do wyżyn bez pośredniego wargi skoncentrowanego materiału, jak ma to miejsce w przypadku małych kraterów. Wreszcie wierzono, że gigantyczny impaktor zatarłby zapis własnego zdarzenia, topiąc dużą część planety i tworząc ocean magmy.
„Postanowiliśmy pokazać, że można zrobić wielką dziurę bez stopienia większości powierzchni Marsa”, mówi Aharonson. Zespół modelował szereg parametrów pocisków, które mogą dać wnękę wielkości i eliptyczności nizin Marsa bez stopienia całej planety lub wykonania krateru.
Zespół przeprowadził ponad 500 symulacji komputerowych łączących różne energie, prędkości i kąty uderzenia. W końcu udało im się zawęzić „słaby punkt” - zakres parametrów pojedynczego uderzenia, które stworzyłyby dokładnie taki rodzaj krateru znalezionego na Marsie. Ich dedykowany superkomputer pozwolił im uruchomić symulacje, które nie były uruchamiane w przeszłości. „Możliwość wyszukiwania parametrów, które umożliwiają zderzenie zgodne z obserwacjami, jest możliwa dzięki dedykowanej maszynie w Caltech”, powiedział Aharonson.
Preferowane warunki symulacji określone przez słodki punkt sugerują energię uderzenia wynoszącą około 1029 dżuli, co odpowiada 100 miliardom gigatonów TNT. Udar uderzyłby w Marsa pod kątem od 30 do 60 stopni podczas podróży z prędkością od 6 do 10 kilometrów na sekundę. Łącząc te czynniki, Marinova obliczyła, że pocisk ma średnicę około 1600 do 2700 kilometrów.
Szacunki energii uderzenia Marsa umieszczają go dokładnie pomiędzy uderzeniem, które, jak się przypuszcza, doprowadziło do wyginięcia dinozaurów na Ziemi 65 milionów lat temu, a tym, o którym przypuszcza się, że wytłoczyło księżyc naszej planety cztery miliardy lat temu.
Marinova powiedziała, że czas formowania się naszego Księżyca i dychotomia Marsa nie są przypadkowe. „Ten zakres rozmiarów oddziaływań wystąpił dopiero na początku historii Układu Słonecznego” - mówi. Wyniki tego badania mają również zastosowanie do zrozumienia zdarzeń o dużym wpływie na inne ciała niebieskie, takie jak basen Aitken na Księżycu i basen Caloris na Merkurego.
Ten raport, opublikowany w wydaniu Nature z 26 czerwca, zawiera dwa inne artykuły na temat dychotomii Marsa. Jeden opublikowany przez Jeffreya Andrewsa-Hannę i Marię Zuber z MIT oraz Bruce Banerdt z JPL bada grawitacyjny i topograficzny podpis dychotomii za pomocą informacji z orbit Marsa. W innym towarzyszącym raporcie, z grupy w UC Santa Cruz pod przewodnictwem Francisa Nimmo, analizuje się spodziewane konsekwencje gigantycznych oddziaływań.
Oryginalne źródło informacji: EurekAlert
