Preučevanje površinskih značilnosti drugega planeta lahko zagotovi okno v njegovo globoko preteklost. Vzemimo za primer Mars, planet, katerega površina je mešanica značilnosti, ki veliko govorijo. Poleg starodavnih vulkanov in naplavin, ki so znak pretekle geološke dejavnosti in tekoče vode, ki je nekoč tekla na površje, so na njeni površini tudi številni udarni kraterji.
V nekaterih primerih imajo ti udarni kraterji nenavadne svetle proge, ki izvirajo iz njih, tiste, ki segajo veliko dlje, kot bi to omogočali osnovni vzorci izmeta. Glede na novo raziskovalno študijo skupine z univerze Brown so te značilnosti posledica velikih udarcev, ki so ustvarili ogromne perjanice. Ti bi bili v interakciji z Marsovo atmosfero, trdijo, kar bi povzročilo nadzvočne vetrove, ki so brskali po površini.
Te značilnosti je pred leti opazil profesor Peter H. Schultz, profesor geoloških znanosti pri Oddelek za znanost o Zemlji, okolju in planetu (DEEPS) na univerzi Brown. Pri preučevanju slik, ki jih je ponoči posnel Mars Odiseja orbiter, ki uporablja svoj THEMIS inštrumenta, je opazil zrezke, ki so se pojavili le pri posnetku v infrardeči valovni dolžini.
Umetnikova zasnova vesoljskega plovila Mars Odyssey. Zasluge: NASA/JPL
Te proge so bile vidne samo v IR, ker so bili šele pri tej valovni dolžini vidni kontrasti pri zadrževanju toplote na površini. V bistvu svetlejša območja ponoči označujejo površine, ki čez dan zadržujejo več toplote in se ohladijo dlje. Kot je pojasnil Schultz na univerzi Brown izjava za javnost , to je omogočilo, da je bilo mogoče zaznati značilnosti, ki jih sicer ne bi opazili:
»Teh stvari sploh niste mogli videti na vidnih slikah valovne dolžine, v nočnem infrardečem pa so zelo svetle. Svetlost v infrardeči svetlobi označuje kockaste površine, ki zadržijo več toplote kot površine, prekrite s prahom in ostanki. To nam pove, da se je nekaj pojavilo in razčistilo te površine.'
Skupaj s Stephanie N. Quintana, podiplomsko študentko iz DEEPS, sta začela razmišljati o drugih razlagah, ki presegajo osnovne vzorce izmeta. Kot navajajo v svoji študiji – ki je bila pred kratkim objavljena v revijiIkarpod naslovom ' Vetrovi, ki jih povzročajo udarci na Marsu ” – to je bilo sestavljeno iz združevanja geoloških opazovanj, laboratorijskih udarnih poskusov in računalniškega modeliranja udarnih procesov.
Na koncu sta Schultz in Quintana sklenila, da so udarci, ki tvorijo kraterje, privedli do neviht, podobnih vrtincem, ki so dosegle hitrosti do 800 km/h (500 mph) – z drugimi besedami, enakovredno tornadu F8 tukaj na Zemlji. Te nevihte bi pobrskale po površini in na koncu pripeljale do opaženih vzorcev črt. Ta sklep je deloma temeljil na delu, ki ga je Schultz opravil v preteklosti na NASA-jevem Vertical Gun Range.
Infrardeča slika, ki razkriva čudne svetle proge, ki segajo iz kraterja Santa Fe na Marsu. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University.
Ta močan top, ki lahko izstreli izstrelke s hitrostjo do 24.000 km/h (15.000 mph), se uporablja za izvajanje udarnih poskusov. Ti poskusi so pokazali, da med udarcem pare potujejo navzven od točke udarca (tik nad površino) z neverjetnimi hitrostmi. Zaradi svoje študije sta Schultz in Quintana povečala velikost udarcev do točke, kjer so ustrezali udarnim kraterjem na Marsu.
Rezultati so pokazali, da bi bila hitrost parnega oblaka nadzvočna in da bi njegova interakcija z marsovsko atmosfero povzročila močne vetrove. Vendar pa perjanec in z njim povezani vetrovi ne bi bili odgovorni za same čudne proge. Ker bi potovali tik nad površjem, ne bi mogli povzročiti takšne vrste globokega razmaževanja, kot obstaja na progastih območjih.
Namesto tega sta Schultz in Quintana pokazala, da ko bi perjanica udarila v dvignjeno površino - kot so grebeni manjšega udarnega kraterja -, bi ustvarila močnejše vrtince, ki bi nato padli na površje. Prav ti so, po njihovi študiji, odgovorni za vzorce čiščenja, ki so jih opazili. Ta sklep je temeljil na dejstvu, da so bile svetle proge skoraj vedno povezane z navzdol stranjo roba kraterja.
IR slike, ki prikazujejo korelacijo med progami in manjšimi kraterji, ki so bili na mestu, ko je nastal večji krater. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
Kot Schultz pojasnil Študija teh prog bi se lahko izkazala za koristno pri ugotavljanju stopnje, s katero se na določenih območjih pojavita erozija in odlaganje prahu na površini Marsa:
»Kjer ti vrtinci naletijo na površino, pometejo majhne delce, ki ohlapno ležijo na površini, izpostavijo večji kockasti material pod njim, in to je tisto, kar nam daje te proge. Vemo, da so nastali hkrati s temi velikimi kraterji, in lahko datiramo starost kraterjev. Zdaj imamo predlogo za ogled erozije.'
Poleg tega bi te proge lahko razkrile dodatne informacije o stanju Marsa v času trkov. Schultz in Quintana sta na primer ugotovila, da se zdi, da se proge tvorijo okoli kraterjev s premerom približno 20 km (12,4 mi), vendar ne vedno. Njihovi poskusi so tudi razkrili, da bi prisotnost hlapnih spojin (kot je površinski ali podpovršinski vodni led) vplivala na količino hlapov, ki nastanejo ob udarcu.
Z drugimi besedami, prisotnost prog okoli nekaterih kraterjev in ne drugih bi lahko pokazala, kje in kdaj je bil v preteklosti vodni led na površini Marsa. Že nekaj časa je znano, da je izginotje Marsove atmosfere v nekaj sto milijonih letih povzročilo tudi izgubo površinske vode. Če lahko določimo datume, ki vplivajo na dogodke, bi morda lahko izvedeli več o Marsovi usodni preobrazbi.
Študija teh prog bi se lahko uporabila tudi za razlikovanje med vplivi asteroidov in kometov na Mars - slednji bi imeli v sebi večjo koncentracijo vodnega ledu. Še enkrat, podrobne študije značilnosti Marsove površine omogočajo znanstvenikom, da zgradijo podrobnejšo časovnico njegove evolucije, s čimer določijo, kako in kdaj je postal hladen in suh kraj, ki ga poznamo danes!
Nadaljnje branje: Univerza Brown , Science Direct