ผลกระทบของดาวอังคารโบราณทำให้เกิดลมพายุทอร์นาโดที่ข่วนพื้นผิว

Anonim

เมื่อมองภาพของดาวอังคาร NASA เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานักธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Brown ปีเตอร์ชูลท์ซได้เล็งเห็นแนวระนาบอันแปลกประหลาดซึ่งแผ่กระจายออกมาจากหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่สองสามแห่งบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ รอยต่อมีความแปลกประหลาดในสิ่งที่อยู่ไกลออกไปจากหลุมอุกกาบาตมากกว่ารูปแบบ ejecta ปกติและมองเห็นได้เฉพาะในภาพอินฟราเรดความร้อนที่ถ่ายในช่วงคืนดาวอังคารเท่านั้น

การสังเกตการณ์ทางธรณีวิทยาการทดลองในห้องปฏิบัติการและการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ Schultz และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Brown Stephanie Quintana ได้เสนอคำอธิบายใหม่เกี่ยวกับการเกิดริ้วรอยเหล่านี้ พวกเขาแสดงให้เห็นว่ามีลมพายุหมุนทอร์นาโดที่สร้างขึ้นโดยผลกระทบที่เกิดจากปล่องภูเขาไฟและหมุนวนที่ความเร็ว 500 ไมล์ต่อชั่วโมงหรือมากกว่าจะขรุขระพื้นผิวและทำลายฝุ่นและหินขนาดเล็กเพื่อเผยให้เห็นพื้นผิวที่หยาบกร้านด้านล่าง

"นี่น่าจะเป็นเหมือนพายุทอร์นาโด F8 ที่กวาดไปทั่วพื้นผิว" ชูลทซ์กล่าว "นี่คือลมบนดาวอังคารซึ่งจะไม่สามารถมองเห็นได้อีกจนกว่าจะมีผลกระทบอื่น ๆ "

การวิจัยได้รับการเผยแพร่ออนไลน์ในวารสาร Icarus

ชูลทซ์กล่าวว่าเขาได้เห็นรอยเปื้อนครั้งแรกระหว่าง "ทัวร์ดาวอังคาร" ของเขา ในช่วงเวลาที่เขาหยุดทำงานระหว่างโครงการเขาดึงภาพสุ่มจากยานอวกาศโคจรของนาซาเพื่อดูว่าเขาอาจสังเกตเห็นสิ่งที่น่าสนใจหรือไม่ ในกรณีนี้เขากำลังมองหาภาพอินฟราเรดที่ถ่ายในช่วงกลางคืนของดาวอังคารโดยใช้เครื่องมือ THEMIS ซึ่งบินอยู่บนยานโคจรของดาวอังคาร Odyssey

ภาพอินฟราเรดจับความแตกต่างในการเก็บความร้อนบนพื้นผิว บริเวณที่สว่างกว่าในเวลากลางคืนแสดงถึงพื้นผิวที่เก็บความร้อนได้มากกว่าวันก่อนหน้ากว่าพื้นผิวโดยรอบเช่นเดียวกับที่ทุ่งหญ้าจะเย็นลงในเวลากลางคืนขณะที่อาคารในเมืองยังคงอุ่นขึ้น

Schultz กล่าวว่า "คุณไม่สามารถมองเห็นสิ่งเหล่านี้ได้ในภาพที่มีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ แต่ในช่วงอินฟราเรดในตอนกลางคืนพวกเขาก็สดใสมาก "ความสว่างในอินฟราเรดบ่งบอกถึงพื้นผิวที่เป็นแผ่นซึ่งจะมีความร้อนมากกว่าพื้นผิวที่ปกคลุมไปด้วยผงและเศษซึ่งบอกเราว่ามีบางสิ่งบางอย่างมาพร้อมและข่วนพื้นผิวเหล่านั้นที่เปลือยเปล่า"

และชูลท์ซมีความคิดว่าจะมีอะไรเกิดขึ้นบ้าง เขาได้ศึกษาผลกระทบและกระบวนการผลกระทบหลายปีโดยใช้แนวตั้งของนาซาซึ่งเป็นปืนใหญ่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังสูงซึ่งสามารถยิงขีปนาวุธด้วยความเร็วถึง 15, 000 ไมล์ต่อชั่วโมง

"เราได้เห็นบางสิ่งบางอย่างในการทดลองที่เราคิดว่าอาจทำให้เกิดริ้วเหล่านี้" เขากล่าว

เมื่อดาวเคราะห์น้อยหรือวัตถุอื่น ๆ กระทบดาวเคราะห์ด้วยความเร็วสูงตันของวัสดุจากทั้งผลกระทบและพื้นผิวเป้าหมายจะถูกทำให้เป็นไอ การทดลองของ Schultz แสดงให้เห็นว่าไอระเหยไอออกมาจากจุดกระแทกเหนือพื้นผิวแรงกระแทกด้วยความเร็วที่ไม่น่าเชื่อ ห้องปฏิบัติการปรับขนาดกระทบกับขนาดของดาวอังคารซึ่งความเร็วของไอน้ำจะเป็นความเร็วเหนือเสียง และมันจะโต้ตอบกับบรรยากาศของดาวอังคารเพื่อสร้างลมแรง

ขนนกและลมที่เกี่ยวข้องกับตัวเองไม่ได้ทำให้เกิดรอยผิดปกติอย่างไรก็ตาม ขนนกส่วนใหญ่เดินทางไปเหนือผิวน้ำซึ่งจะช่วยป้องกันการกัดเซาะลึก ๆ ในบริเวณที่เป็นรอย แต่ Schultz และ Quintana แสดงให้เห็นว่าเมื่อขนนกกระทบกับพื้นผิวที่สูงขึ้นมันจะรบกวนการไหลเวียนและทำให้เกิดกระแสน้ำวนทอร์นาโดที่มีประสิทธิภาพเพื่อก่อตัวและหล่นลงสู่พื้นผิว Vortices เหล่านี้นักวิจัยกล่าวว่ามีความรับผิดชอบในการขจัดคราบสกปรกที่แคบ

Schultz และ Quintana แสดงให้เห็นว่าเส้นใยจะเห็นได้เกือบตลอดเวลาเมื่อใช้ร่วมกับคุณสมบัติพื้นผิวที่ยกขึ้น บ่อยครั้งมากตัวอย่างเช่นพวกเขามีส่วนเกี่ยวข้องกับสันเขาที่เพิ่มขึ้นของหลุมอุกกาบาตที่มีขนาดเล็กลงซึ่งมีอยู่แล้วเมื่อเกิดผลกระทบใหญ่ขึ้น เมื่อขนนกวิ่งออกไปข้างนอกจากผลกระทบที่ใหญ่ขึ้นจะพบกับขอบของปล่องภูเขาไฟขนาดเล็กทำให้เส้นคู่แฝดสว่างขึ้นที่ด้านล่อง

"ที่ vortices เหล่านี้พบพื้นผิวที่พวกเขากวาดอนุภาคขนาดเล็กที่นั่งหลวมบนพื้นผิวเผยให้เห็นวัสดุที่มีขนาดใหญ่ blocky ใต้และนั่นคือสิ่งที่ทำให้เราริ้วเหล่านี้" ชูลทซ์กล่าวว่า

ชูลทซ์กล่าวว่ารอยต่ออาจเป็นประโยชน์ในการกำหนดอัตราการกัดเซาะและการสะสมของฝุ่นในบริเวณที่พบรอยแตก

"เรารู้ว่าเกิดขึ้นในเวลาเดียวกับหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่เหล่านี้และเราสามารถกำหนดอายุของหลุมอุกกาบาตได้" ชูลทซ์กล่าว "ตอนนี้เรามีแม่แบบสำหรับมองหาการกัดเซาะ"

แต่ด้วยการค้นคว้าเพิ่มเติมพบว่าสายพันธ์จะมีอะไรมากกว่านั้น จากการสำรวจเบื้องต้นของดาวเคราะห์นักวิจัยบอกว่ารอยต่อดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นรอบหลุมอุกกาบาตในสนามเบสบอลระยะทาง 20 กิโลเมตร แต่ไม่ปรากฏในหลุมอุกกาบาตดังกล่าวทั้งหมด ทำไมพวกเขาสร้างขึ้นในบางแห่งและไม่ใช่คนอื่น ๆ สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับพื้นผิวดาวอังคารได้ในขณะที่เกิดผลกระทบ

การทดลองของนักวิจัยพบว่าการปรากฏตัวของสารระเหยซึ่งเป็นชั้นน้ำแข็งที่หนาบนพื้นผิวหรือผิวดินมีผลต่อปริมาณไอสารที่ไหลออกมาจากแรงกระแทก ดังนั้นในลักษณะดังกล่าวเสื่อน้ำมันอาจเป็นตัวชี้วัดว่าน้ำแข็งอาจมีอยู่ในขณะที่มีผลกระทบหรือไม่ซึ่งอาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้างภูมิอากาศที่ผ่านมาบนดาวอังคาร เส้นพาดอาจเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของ impactor เช่นการชนที่หาได้ยากโดยวัตถุสูงระเหยเช่นดาวหาง

"ขั้นต่อไปคือการเจาะลึกเข้าไปในเงื่อนไขที่ทำให้เกิดริ้วรอย" ชูลทซ์กล่าว "พวกเขาอาจมีจำนวนมากที่จะบอกเราดังนั้นโปรดติดตาม"

menu
menu