Mars har två ansikten. Nej, inte de där typ av ansikten, men de märkbara skillnaderna mellan norra och södra halvklotet. Men många var oeniga om flera små påverkningar eller en stor påverkan var för att skulptera Mars ytan. Nu har forskare vid California Institute of Technology visat genom datormodellering att Mars-dikotomin, som den delade terrängen har betecknats, verkligen kan förklaras med en jättepåverkan tidigt i planetens historia.
"Dikotomin är utan tvekan den äldsta funktionen på Mars," sade Oded Aharonson från Caltech. Forskare tror att skillnaderna i hemisfäriska drag uppstod för mer än fyra miljarder år sedan.
Tidigare diskonterade forskare idén att en enda jättepåverkare skapade de lägre höjderna och tunnare skorpan i Mars norra region, säger Margarita Marinova, en doktorand vid Caltech och en av huvudförfattarna till studien.
För en sak, förklarade Marinova, trodde man att en enda påverkan skulle lämna ett cirkulärt fotavtryck, men konturen för det norra låglandet är elliptisk. Det finns också en tydlig brist på en kraterrand: topografin ökar smidigt från låglandet till höglandet utan en läpp av koncentrerat material däremellan, som är fallet i små kratrar. Slutligen trodde man att en gigantisk påverkan skulle utplåna registreringen av sin egen förekomst genom att smälta en stor del av planeten och bilda ett magmahav.
"Vi försökte visa att det är möjligt att göra ett stort hål utan att smälta majoriteten av ytan på Mars," säger Aharonson. Teamet modellerade en rad projektilparametrar som skulle kunna ge en hålighet på Mars-låglandens storlek och ellipticitet utan att smälta hela planeten eller göra en kraterkant.
Teamet körde över 500 datorsimuleringar som kombinerade olika energier, hastigheter och slagvinklar. Slutligen kunde de begränsa sig på en "sweet spot" - ett antal parametrar med enstaka slag som skulle göra exakt den typ av krater som finns på Mars. Deras dedikerade superdator tillät dem att köra simuleringar som inte körts tidigare. "Möjligheten att söka efter parametrar som tillåter en inverkan som är kompatibel med observationer aktiveras av den dedikerade maskinen på Caltech," sade Aharonson.
De gynnade simuleringsförhållandena som beskrivs av den söta fläcken antyder en påverkan på cirka 1029 joule, vilket motsvarar 100 miljarder gigaton TNT. Impaktorn skulle ha träffat Mars i en vinkel mellan 30 och 60 grader medan han körde 6 till 10 kilometer per sekund. Genom att kombinera dessa faktorer beräknade Marinova att projektilen var ungefär 1 600 till 2 700 kilometer.
Uppskattningar av energin från Mars-påverkan placerar den kvadratiskt mellan påverkan som tros ha lett till att dinosaurier på jorden utrotades för 65 miljoner år sedan och den som tros ha extruderat vår planets måne för fyra miljarder år sedan.
Marinova sa att tidpunkten för bildandet av vår måne och Mars-dikotomin inte är en slump. "Detta storleksintervall av stötar inträffade bara tidigt i solsystemets historia," säger hon. Resultaten av denna studie är också tillämpliga för att förstå stora effekthändelser på andra himmelska kroppar, som Aitkenbassängen på månen och Calorisbassängen på Merkurius.
Denna rapport, publicerad i 26 juni-numret av Nature, går tillsammans med två andra artiklar om Mars-dikotomin. En publicerad av Jeffrey Andrews-Hanna och Maria Zuber från MIT och Bruce Banerdt från JPL undersöker dikotomiens gravitations- och topografiska signatur med information från Mars-omloppsbana. En annan åtföljande rapport, från en grupp vid UC Santa Cruz under ledning av Francis Nimmo, undersöker de förväntade konsekvenserna av megakonsekvenser.
Original nyhetskälla: EurekAlert
