Pesquisadores usaram dados de sismógrafo da sonda InSight e imagens orbitais feitas pela Mars Reconnaissance Orbiter. Compreender taxa de impactos nos ajuda a entender história do Sistema Solar e a tornar missões mais seguras.
A sonda InSight, da NASA, enfrentou alguns desafios durante sua operação na superfície do planeta vermelho. O seu instrumento de escavação lutou para penetrar no solo marciano compactado e a missão acabou quando os painéis solares ficaram cobertos de poeira. Mas alguns dos seus instrumentos tiveram um bom desempenho, incluindo o Experimento Sísmico para Estrutura Interior (SEIS).
O SEIS foi projetado para sondar a estrutura interior de Marte medindo ondas sísmicas de terremotos e impactos. Mediu mais de 1300 eventos sísmicos ao longo de mais de quatro anos, tendo sido colocado na superfície em 19 de dezembro de 2018.
Não há como medir com certeza quantos deles foram causados por impactos de meteoritos, mas os cientistas que trabalham com os dados reduziram os números e determinaram uma nova taxa de impacto de meteoritos em Marte.
Os resultados estão em um artigo publicado na Nature Astronomy. Os autores principais são Géraldine Zenhäusern e Natalia Wójcicka, do Instituto de Geofísica do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, e do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia da Faculdade Imperial de Londres, respectivamente.
“Este é o primeiro artigo deste tipo a determinar com que frequência os meteoritos impactam a superfície de Marte a partir de dados sismológicos”, disse Domenico Giardini, professor de sismologia e geodinâmica no ETH Zurique e co-investigador principal da missão InSight. “Esses dados influenciam o planejamento de futuras missões a Marte.”
Embora o SEIS fosse um instrumento eficaz, nem sempre era possível identificar o que era cada evento sísmico. Apenas alguns dos eventos detectados foram poderosos o suficiente para determinar sua localização. No entanto, seis eventos nas proximidades da sonda foram confirmados como impactos de meteoritos porque foram correlacionados com sinais acústicos emitidos quando meteoros entram na atmosfera. Os seis eventos pertencem a um grupo maior denominado eventos de frequência alta (VF).
Embora o processo de origem de um típico terremoto de Marte com magnitude 3 leve vários segundos, um terremoto gerado por impacto leva muito menos tempo devido à velocidade da colisão. Estes são os eventos VF.
Durante cerca de três anos de registro, o InSight e o SEIS detectaram 70 eventos VF. 59 deles tinham boas estimativas de distância e, de acordo com os investigadores, alguns deles eram “eventos VF de maior qualidade B”, o que significa que as suas relações sinal-ruído são fortes. “Embora uma origem sem impacto não possa ser definitivamente excluída para cada evento, mostramos que a classe VF como um todo é plausivelmente causada por impactos de meteoritos”, explicam os autores no artigo.
Isto levou a uma nova estimativa das frequências de impacto no planeta. Os pesquisadores dizem que entre 280 e 360 meteoroides do tamanho de bolas de basquete atingem Marte a cada ano e deixam crateras com mais de 8 metros de diâmetro. Isso é quase um por dia na estimativa maior. extremidade superior.
“Essa taxa foi cerca de cinco vezes maior do que o número estimado apenas pelas imagens orbitais. Alinhadas com as imagens orbitais, nossas descobertas demonstram que a sismologia é uma excelente ferramenta para medir as taxas de impacto”, disse Zenhäusern num comunicado de imprensa.
As taxas de impacto em diferentes corpos do Sistema Solar são uma forma de compreender a idade das suas superfícies. A superfície da Terra é jovem porque o planeta é muito ativo geologicamente. A Terra também é muito mais fácil de estudar com mais detalhes, por razões óbvias. Mas para corpos como a Lua e Marte, as taxas de impacto podem nos dizer as idades de várias superfícies, levando a uma compreensão mais aprofundada da sua história.
Imagens orbitais e modelos baseados em crateras lunares preservadas têm sido as principais ferramentas utilizadas por cientistas planetários para inferir taxas de impacto. Dados da Lua foram usados para extrapolar a taxa de impacto de Marte, mas há problemas com esse método. Marte tem gravidade maior e está mais próximo da fonte da maioria dos meteoros, o Cinturão de Asteroides.
Isso significa que mais meteoroides atingem Marte do que a Lua, e isso teve que ser calculado de alguma forma. Por outro lado, Marte tem tempestades de poeira que podem obscurecer crateras em imagens orbitais, enquanto a superfície lunar é em grande parte estática. Marte também possui diferentes tipos de regiões de superfície. Em algumas regiões destacam-se crateras; em outras, não.
Tentar explicar com precisão tantas diferenças ao extrapolar as taxas de impacto da Lua para Marte é um desafio. E esse trabalho mostra que os sismógrafos podem ser uma forma mais confiável de compreender as taxas de impacto.
“Estimamos os diâmetros das crateras a partir da magnitude de todos os terremotos VF e suas distâncias, e depois usamos isso para calcular quantas crateras se formaram ao redor da sonda InSight ao longo de um ano. Extrapolamos então esses dados para estimar o número de impactos que acontecem anualmente em toda a superfície de Marte”, explicou Wójcicka.
“Embora as novas crateras possam ser melhor visualizadas em terrenos planos e poeirentos, onde realmente se destacam, este tipo de terreno cobre menos de metade da superfície de Marte. O sensível sismógrafo InSight, no entanto, pôde ouvir todos os impactos dentro do alcance da sonda”, disse Zenhäusern.
“A taxa atual de impacto de meteoroides em Marte é vital para determinar idades absolutas precisas das superfícies em todo o Sistema Solar”, menciona o artigo. Sem idades superficiais precisas, não temos uma compreensão precisa da história do Sistema Solar.
Agora sabemos que uma cratera de 8 metros é criada em algum lugar da superfície de Marte quase diariamente e uma cratera de 30 metros “aparece” mensalmente. Mas é mais do que isso. Esses impactos de alta velocidade criam zonas de explosão que podem facilmente ser 100 vezes maiores que a cratera. Assim, uma melhor compreensão das taxas de impacto pode tornar as missões robóticas e as futuras missões humanas mais seguras.
“O maior número global de impactos e o maior número relativo de pequenos impactos encontrados no nosso estudo mostram que os impactos meteoríticos podem ser um perigo substancial para futuras explorações de Marte e de outros planetas sem uma atmosfera espessa”, escrevem os autores na sua conclusão.