24 декабря 2021 года сейсмограф аппарата InSight зафиксировал землетрясение на Марсе, точнее, марсотрясение магнитудой 4. Только недавно ученые поняли, что послужило причиной: падение одного из крупнейших метеоритов, когда-либо наблюдавшихся на Марсе с момента начала изучения планеты НАСА.
Ученые пришли к выводу, что землетрясение было связано с ударом метеорита, когда наблюдали изображения до и после землетрясения, сделанные орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Благодаря этим наблюдениям был обнаружен новый кратер.
Наблюдение за кратером
Хотя удар произошел 24 декабря 2021 года, кратер был впервые замечен 11 февраля 2022 года учеными из Malin Space Science System (MSSS), компании, которая построила и управляет двумя камерами на борту MRO: Context Camera (CTX), которая обеспечивает черно-белые изображения среднего разрешения, и Mars Colour Imager (MARCI), которая ежедневно составляет карты всей планеты для изучения ее крупномасштабных метеорологических изменений.
Зона удара была видна на архивных снимках камеры MARCI, таким образом, определяя 24-часовой период, в течение которого был обнаружен кратер. Эти наблюдения совпали с данными, записанными InSight, доказав, что причиной землетрясения действительно был метеоритный удар.
По оценкам, размер метеорита составлял от 5 до 12 метров. На Земле он был бы разрушен атмосферой, но на Марсе он добрался до поверхности почти невредимым, поскольку плотность атмосферы Марса составляет всего 1% от плотности нашей планеты. Удар произошел в экваториальной области «Amazonis Planitia» и образовал кратер шириной около 150 метров и глубиной 21 метр, выбросив обломки на расстояние до 37 километров.
«Сразу стало ясно, что это самый большой новый кратер, который мы когда-либо наблюдали«, — сказала на пресс-конференции 27 октября Ингрид Даубар, возглавляющая рабочую группу InSight по изучению последствий столкновения. На Марсе есть много других более крупных кратеров, но они значительно старше и предшествовали любой другой миссии на планету.
Обнаружение землетрясения
Посадочный модуль изучает кору, мантию и ядро планеты: с момента приземления в ноябре 2018 года он зафиксировал 1318 землетрясений, многие из которых были вызваны незначительными ударами метеоритов о поверхность. Только в сентябре ученые InSight объявили об обнаружении четырех метеорных ударов в период с 2020 по начало 2021 года, каждый из которых был связан с новым кратером, но это были небольшие удары — ни один из них не произвел более сильных сейсмических сигналов землетрясения силой 2 балла.
Сейсмограф Insight является ключевой частью миссии, поскольку он позволяет ученым выявить размер, глубину и состав внутренних слоев планеты. В частности, когда происходит землетрясение, самые сильные сигналы исходят от волн типа P (первичная или продольная) и S (вторичная или поперечная), типов волн, которые распространяются внутри планеты. Землетрясение, вызванное декабрьским ударом, было первым, вызвавшим появление поверхностных волн, обнаруживаемых датчиками InSight.
По статистике, такие удары происходят на Марсе раз в несколько десятилетий. Следовательно, тот факт, что это произошло во время записи сейсмических данных InSight, является очень важным источником данных для изучения структуры коры планеты. Фактически, поверхностные волны позволяют ученым изучать кору не только в том месте, где находится посадочная платформа, но и кору всего участка поверхности, через который они проходят. Таким образом, данные InSight позволят проанализировать длинную полосу марсианской коры, поскольку место падения находится в 3500 км от посадочной платформы.
Изучение ударных кратеров
Изучение частоты появления кратеров на Марсе имеет решающее значение для определения геологической шкалы планеты. Кроме того, новые кратеры обнажают материалы, скрытые под поверхностью. В этом случае в результате удара на поверхности были разбросаны куски породы и особенно глыбы льда, которые наблюдала цветная камера HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment) космического аппарата MRO. На следующем видео можно услышать землетрясение, обнаруженное Insight.
Это удивительно, поскольку точка столкновения находится в одном из самых горячих мест на Марсе, очень близко к экватору, где никогда не наблюдалось льда. Теперь, когда он находится на поверхности, ученые смотрят, как он взаимодействует с атмосферой, испаряясь.
Подземный лед станет ключевым ресурсом для будущих пилотируемых миссий на Марс, поскольку астронавты смогут использовать его для различных нужд, от питьевой воды до сельского хозяйства и производства ракетного топлива. Нахождение его в такой экваториальной зоне добавляет ценные варианты мест посадки для будущих миссий.