Mars megatsunami is mogelijk veroorzaakt door Chicxulub-achtige asteroïde-impact

[univers]

Een Martiaanse megatsunami is mogelijk veroorzaakt door een asteroïdebotsing vergelijkbaar met de Chicxulub-inslag - die 66 miljoen jaar geleden bijdroeg aan het massaal uitsterven van alle niet-aviaire dinosaurussen op aarde - in een ondiep oceaangebied, volgens een studie gepubliceerd in Scientific Reports .

Eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat een asteroïde of komeetinslag in een oceaan in de noordelijke laaglanden van Mars ongeveer 3,4 miljard jaar geleden een megatsunami heeft veroorzaakt. Voorafgaand aan deze studie was de locatie van de resulterende inslagkrater echter onduidelijk.

Alexis Rodriguez en collega's analyseerden kaarten van het oppervlak van Mars, gemaakt door afbeeldingen van eerdere missies naar de planeet te combineren, en identificeerden een inslagkrater die de megatsunami had kunnen veroorzaken. De krater – die ze Pohl hebben genoemd – heeft een diameter van 110 kilometer en bevindt zich in een gebied van de noordelijke laaglanden waarvan eerdere studies hebben gesuggereerd dat het mogelijk bedekt is door een oceaan, in een gebied van ongeveer 120 meter onder het voorgestelde zeeniveau. De auteurs suggereren dat Pohl zich ongeveer 3,4 miljard jaar geleden heeft gevormd op basis van zijn positie boven en onder rotsen die eerder uit deze tijd dateerden.

De auteurs simuleerden botsingen van asteroïden en kometen met deze regio om te testen welk type impact Pohl had kunnen veroorzaken en of dit tot een megatsunami had kunnen leiden. Ze ontdekten dat de simulaties die kraters vormden met vergelijkbare afmetingen als Pohl, werden veroorzaakt door ofwel een negen kilometer lange asteroïde die sterke grondweerstand ondervond - waarbij 13 miljoen megaton TNT-energie vrijkwam - of een drie kilometer lange asteroïde die zwakke grondweerstand ondervond - waarbij 0,5 miljoen megaton TNT vrijkwam. energie. De hoeveelheid energie die vrijkwam door Tsar Bomba, de krachtigste atoombom ooit getest, was ongeveer 57 megaton TNT-energie. Beide gesimuleerde inslagen vormden kraters met een diameter van 110 kilometer en veroorzaakten megatsunami's die tot wel 1500 kilometer van het centrum van de inslagplaats reikten.

De auteurs suggereren dat de nasleep van de voorgestelde Pohl-inslag overeenkomsten kan hebben gehad met de Chicxulub-inslag op aarde, waarvan eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat deze plaatsvond in een gebied 200 meter onder zeeniveau, een krater veroorzaakte met een tijdelijke diameter van 100 kilometer, en leidde tot tot een megatsunami die 200 meter hoog was op het land





https://www.eurekalert.org/news-releases/972709

[univers]

(a) Perspectivisch zicht op het zuiden, dat laat zien waar de meest enorme uitstroomkanalen van Mars overgaan in de noordelijke vlaktes van de planeet. Tientallen jaren van onderzoek tonen aan dat catastrofale overstromingen deze kanalen en een noordelijke oceaan ongeveer 3,4 miljard jaar geleden waarschijnlijk hebben gevormd. We stellen voor dat de vorming van de Pohl-krater (geïdentificeerd) de oudere megatsunami-afzettingen heeft gegenereerd van twee eerder gedocumenteerd door Rodriguez et al. https://www.nature.com/articles/srep25106 ). Krediet: MOLA Science Team/MSS/JPL/NASA/Google Earth/PSI.
(b) Close-up van de superpositie van Pohl (rode driehoek) op uitstroomkanaal-uitgegraven bodemvormen, wat aangeeft dat de vorming ervan plaatsvond na de oceaangenererende overstromingen. Krediet: MOLA Science Team/MSS/JPL/NASA.
(c) Close-up van Pohl die laat zien dat Pohl wordt bedekt door de jongste van twee eerder voorgestelde megatsunami-afzettingen, wat aangeeft dat de vorming van de krater dateerde van vóór het verdwijnen van de oceaan. De blauwe lijn volgt de voorkant van de jongere megatsunami-afzetting. Krediet: Christensen et al. (2006).

Toen NASA's Viking 1-lander bijna 50 jaar geleden landde op het oppervlak van Mars, brachten de camera's een met keien bezaaid oppervlak van ongrijpbare oorsprong in beeld. Nieuw onderzoek onder leiding van Alexis Rodriguez, senior wetenschapper van het Planetary Science Institute, toont aan dat de landingsplaats zich mogelijk aan de rand van een megatsunami-afzetting bevindt, gevormd toen een asteroïde van 3 kilometer ongeveer 3,4 miljard jaar geleden een noordelijke oceaan van Mars insloeg.

"De lander was ontworpen om bewijs te zoeken van bestaand leven op het oppervlak van Mars, dus om een ​​geschikte landingsplaats te selecteren, stonden de ingenieurs en wetenschappers destijds voor de moeilijke taak om enkele van de vroegst verkregen beelden van de planeet te gebruiken, vergezeld van op de aarde gebaseerde beelden. radarsonde van het oppervlak van de planeet', zegt Rodriguez, hoofdauteur van " Evidence of an oceanic impact and megatsunami sedimentation in Chryse Planitia, Mars " dat verschijnt in Nature Scientific Reports. PSI Senior Scientists Jeffrey Kargel en Daniel Berman zijn co-auteurs van het artikel.

"Naast het voldoen aan strakke technische beperkingen op de baan- en afdalingspaden van het ruimtevaartuig, moest de selectie van de landingsplaats voldoen aan een kritieke vereiste - de aanwezigheid van uitgebreid bewijs van voormalig oppervlaktewater, " zei Rodriguez. "Op aarde vereist het leven altijd de aanwezigheid van water bestaan."

Op 20 juli 1976 markeerde de Viking 1 lander geschiedenis toen hij landde op de benedenloop van een enorm rivierkanaal gevormd door catastrofale overstromingen in de regio van Chryse Planitia, een gladde cirkelvormige vlakte in de noordelijke equatoriale regio van Mars. Het ruimtevaartuig werd NASA's (en 's werelds) eerste lander die met succes op het oppervlak van de rode planeet opereerde en de eerste uitzichten op Mars vanaf de grond bood.

"Echter - en zeer onverwacht - onthulden de in-situ afgebeelde landschappen met met keien bezaaide vlaktes zonder herkenbare rivierkenmerken. Deze vlaktes werden geïnterpreteerd als de top van een rotsrijke afzetting van meerdere meters dik, " zei Rodriguez.

Vroege hypothesen suggereerden dat de landingsplaats zich op een dikke deken van puin bevond dat werd uitgeworpen door nabije inslagen of opgebroken lava's. Er werd echter ook erkend dat nabijgelegen kraters te weinig waren en dat lavafragmenten zeldzaam waren. Het gebrek aan consensus bleef gedurende de zes jaar van operatie bestaan, wat leidde tot een blijvend mysterie in planetaire verkenning.

"Ons onderzoek biedt een nieuwe oplossing - dat een megatsunami aanspoelde en sedimenten plaatste waarop ongeveer 3,4 miljard jaar later de Viking 1-lander landde", zei Rodriguez.

Een eerder artikel van Rodriguez suggereert dat er 3,4 miljard jaar geleden twee megatsunami's op Mars waren. Gedurende de tijd die hen scheidde, onderging de oceaan een aanzienlijke achteruitgang en werd het klimaat veel kouder. De paper toont een nieuw geïdentificeerde mogelijke inslagkrater op zee - de Pohl-krater - die waarschijnlijk de eerste van deze twee megatsunami's heeft veroorzaakt.

“Pohl blinkt in meerdere opzichten uit; het ligt bovenop immense rivierlandschappen gevormd door oceaangenererende overstromingen, en het wordt gedeeltelijk bedekt door de tweede megatsunami. Daarom weten we dat het gevormd moet zijn na het ontstaan ​​van de oceaan en vóór zijn verdwijning”, zegt Anthony Lopez, een student geowetenschappen aan het Pima Community College en stagiair bij Rodriguez.

"De gesimuleerde aanloopuitbreidingen van Pohl's impact-gegenereerde megatsunami reproduceren nauwkeurig de eerder in kaart gebrachte marges van de oudere megatsunami, wat verdere robuuste ondersteuning biedt voor de megatsunami - en dus de oceaan - hypothese en de interpretatie van deze krater als bron," co-auteur Darrel Robertson van NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, Californië. “De simulatie laat duidelijk zien dat de megatsunami enorm was, met een aanvankelijke hoogte van ongeveer 250 meter, en zeer turbulent. Bovendien laat onze modellering ook radicaal ander gedrag zien van de megatsunami dan we gewend zijn ons voor te stellen. Met name het seismische schudden dat gepaard gaat met de inslag zou zo intens zijn geweest dat het materiaal van de zeebodem in de megatsunami had kunnen losmaken, waardoor sommige golffronten verdichten tot oplopende puinstromen.

“De simulatie laat zien dat deze megatsunami de locatie van de Viking 1-lander heeft bereikt. Bovendien heeft ons onderzoek van de landingsplaats met behulp van beelddatasets met een hogere resolutie aangetoond dat deze zich bovenop een naar het hoogland gerichte gelobde afzetting bevindt, in overeenstemming met de plaatsing als gevolg van aanloopstroomvoortplanting, "zei Rodriguez.

"We richtten ons op een in een baan om de aarde draaiend ruimtevaartuig om afbeeldingen van 25 centimeter per pixel te verkrijgen, die we slechts een paar maanden geleden verkregen, en we genereerden er topografie met hoge resolutie van. De resultaten waren verbluffend, "zei co-auteur Berman van PSI, "Ze tonen duidelijk bewijs van aanloop en dissectie door krachtige stromen."

Bovendien ontdekte het onderzoeksteam ook dat de megatsunami ook de Pathfinder-site had kunnen bereiken en misschien zelfs een enorm binnenbassin van een uitstroomkanaal had overstroomd, wat bijdroeg aan het ontstaan ​​van een binnenzee, zoals beschreven in een eerder artikel van Rodriguez . Als deze hypothesen kloppen, heeft NASA mogelijk al monsters genomen van verschillende mariene omgevingen op de rode planeet.

"We vinden bewijs dat toen de oceaan bevroor en zich terugtrok, zich circum-oceanische gletsjers ontwikkelden en de rand van Pohl erodeerden. De ijstijd lijkt nat te zijn geweest, dus het ging waarschijnlijk gepaard met met ijs bedekte rivieren. Dit is een belangrijk resultaat omdat natte ijstijd optreedt tijdens relatief "warme" klimatologische omstandigheden, vergelijkbaar met bijvoorbeeld Groenland vandaag, of Alaska en Noorwegen toen de ijstijd eindigde, "zei co-auteur Kargel van PSI. "De oceanische regressie en glaciale reactie duurden waarschijnlijk lang. We zouden dus kunnen kijken naar relatief warmere en nattere klimaten die bestonden in de aanwezigheid van een ijzige oceaan, zoals voorgesteld door sommige bestaande modelleringswerken."

Wat zijn de implicaties voor de zoektocht naar leven? "Men denkt dat de oceaan met grondwater is gevoed uit watervoerende lagen die waarschijnlijk veel eerder in de geschiedenis van Mars zijn gevormd - meer dan 3,7 miljard jaar geleden - toen de planeet "aardachtig" was met rivieren, meren, zeeën en een oeroceaan. Bijgevolg zou de bewoonbaarheid van de oceaan kunnen zijn geërfd van die aardachtige Mars; de ontwikkeling van voorbijgaande bewoonbaarheid is niet voldoende; we hebben duurzame continuïteit nodig. Dus de locatie van de Viking 1-lander was zeer geschikt om het levensdetectie-experiment uit te voeren, 'zei Rodriguez.

"Wat onze toekomstplannen betreft, zal onze volgende stap zijn om Pohl te karakteriseren als een landingsplaats om te onderzoeken hoe de oceaanchemie evolueerde, de bewoonbaarheid ervan en een mogelijk geologisch record met bewijs van huidig ​​​​of uitgestorven leven. De site is in veel opzichten aantrekkelijk voor in-situ verkenning. Meteen na zijn vorming zou de krater onderzeese hydrothermale systemen hebben gegenereerd die tienduizenden jaren meegaan en energie en voedselrijke omgevingen hebben opgeleverd. Wat betreft specifieke doelen, we vinden talloze mogelijke moddervulkanen boven gebieden van de tweede megatsunami die Pohl bedekken en omringen. Onze waarnemingen suggereren dat deze kenmerken gedurende langere geologische tijden regionaal door megatsunami vastgehouden zeewater en mariene sedimenten hebben geëxtrudeerd. Het bemonsteren van deze materialen zou de kans vergroten om rechtstreeks de bewoonbaarheid van deze vroege oceaan van Mars te onderzoeken, "zei Rodriguez. "Onze toekomstige karakteriseringen zullen proberen een relatief kleine site te identificeren die toegang biedt tot het volledige mariene archief. Zo'n terrein zou het bezoek van een rover waard zijn."

Het onderzoek werd gefinancierd door een subsidie ​​aan PSI van NASA's Mars Data Analysis-programma.


(a) Kaart van de oudere twee mogelijke megatsunami-afzettingen (rood gearceerde gebieden) in kaart gebracht door Rodriguez et al. 2016 ( https://www.nature.com/articles/srep25106 ). Het donkerblauwe gebied komt overeen met de oceaan met een paleokustlijn op ongeveer 3.800 meter. Daarnaast worden de locaties van de Viking 1 en Pathfinder landers aangegeven. Credits: MOLA Science Team/MSS/JPL/NASA.
(b) Simulatie van een megatsunami gegenereerd door de vorming van de Pohl-krater 7,4 uur na de inslag. Merk op hoe de golf de landingsplaatsen bereikt. Credits: MOLA Science Team/MSS/JPL/NASA.


(a) Perspectiefaanzicht met de locatie van de Viking 1 Lander (V1L) op een hoogland gerichte sedimentaire lob. Het beeld is onderdeel van een Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Context Camera. Krediet : NASA/JPL/Malin Space Science Systems/Google Earth/PSI.
(b) Landerzicht op rotsachtige vlaktes, een adembenemend landschap zonder de toen verwachte rivierkenmerken. Afbeelding tegoed: NASA/JPL.
(c) Zicht op tsunami-afzettingsgrind, vergelijkbaar met de rotsachtige vlaktes afgebeeld door de V1L. Krediet: Goto et al. (2012) .

https://psi.edu/news/megatsunamimars