Mars hat zwei Gesichter. Nein nicht jene Art von Gesichtern, aber die bemerkenswerten Unterschiede zwischen der nördlichen und südlichen Hemisphäre. Viele waren sich jedoch nicht einig, ob mehrere kleine oder ein großer Aufprall für die Gestaltung der Marsoberfläche verantwortlich waren. Jetzt haben Wissenschaftler am California Institute of Technology durch Computermodellierung gezeigt, dass die Mars-Dichotomie, wie das geteilte Gelände genannt wurde, tatsächlich durch einen riesigen Einfluss zu Beginn der Planetengeschichte erklärt werden kann.
"Die Dichotomie ist wohl das älteste Merkmal auf dem Mars", sagte Oded Aharonson von Caltech. Wissenschaftler glauben, dass die Unterschiede in den hemisphärischen Merkmalen vor mehr als vier Milliarden Jahren aufgetreten sind.
Zuvor hatten Wissenschaftler die Idee, dass ein einziger riesiger Impaktor die tieferen Lagen und die dünnere Kruste der nördlichen Marsregion erzeugt, abgelehnt, sagt Margarita Marinova, Doktorandin bei Caltech und eine der Hauptautoren der Studie.
Zum einen, erklärte Marinova, wurde angenommen, dass ein einzelner Aufprall einen kreisförmigen Fußabdruck hinterlassen würde, aber der Umriss der nördlichen Tieflandregion ist elliptisch. Es gibt auch ein deutliches Fehlen eines Kraterrandes: Die Topographie nimmt vom Tiefland zum Hochland gleichmäßig zu, ohne dass dazwischen eine Lippe aus konzentriertem Material liegt, wie dies bei kleinen Kratern der Fall ist. Schließlich wurde angenommen, dass ein riesiger Impaktor die Aufzeichnung seines eigenen Auftretens auslöschen würde, indem er einen großen Teil des Planeten schmilzt und einen Magma-Ozean bildet.
"Wir wollten zeigen, dass es möglich ist, ein großes Loch zu machen, ohne den größten Teil der Marsoberfläche zu schmelzen", sagt Aharonson. Das Team modellierte eine Reihe von Projektilparametern, die einen Hohlraum von der Größe und Elliptizität des Mars-Tieflandes ergeben könnten, ohne den gesamten Planeten zu schmelzen oder einen Kraterrand zu bilden.
Das Team führte über 500 Computersimulationen durch, in denen verschiedene Energien, Geschwindigkeiten und Aufprallwinkel kombiniert wurden. Schließlich konnten sie sich auf einen „Sweet Spot“ beschränken - eine Reihe von Einzelschlagparametern, die genau den Kratertyp auf dem Mars ausmachen würden. Ihr dedizierter Supercomputer ermöglichte es ihnen, Simulationen auszuführen, die in der Vergangenheit nicht ausgeführt wurden. "Die Möglichkeit, nach Parametern zu suchen, die einen mit Beobachtungen kompatiblen Aufprall ermöglichen, wird von der speziellen Maschine bei Caltech ermöglicht", sagte Aharonson.
Die bevorzugten Sweet-Bedingungen, die durch den Sweet Spot dargestellt werden, deuten auf eine Aufprallenergie von etwa 1029 Joule hin, was 100 Milliarden Gigatonnen TNT entspricht. Der Impaktor hätte den Mars in einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad getroffen, während er sich mit 6 bis 10 Kilometern pro Sekunde bewegt hätte. Durch die Kombination dieser Faktoren berechnete Marinova, dass das Projektil einen Durchmesser von etwa 1.600 bis 2.700 Kilometern hatte.
Schätzungen der Energie des Mars-Aufpralls liegen genau zwischen dem Aufprall, von dem angenommen wird, dass er vor 65 Millionen Jahren zum Aussterben der Dinosaurier auf der Erde geführt hat, und dem, von dem angenommen wird, dass er den Mond unseres Planeten vor vier Milliarden Jahren extrudiert hat.
Marinova sagte, der Zeitpunkt der Bildung unseres Mondes und der Mars-Dichotomie sei kein Zufall. „Dieser Größenbereich von Auswirkungen trat erst früh in der Geschichte des Sonnensystems auf“, sagt sie. Die Ergebnisse dieser Studie lassen sich auch auf das Verständnis großer Auswirkungen auf andere Himmelskörper wie das Aitken-Becken auf dem Mond und das Caloris-Becken auf Merkur anwenden.
Dieser Bericht, der in der Nature-Ausgabe vom 26. Juni veröffentlicht wurde, geht mit zwei weiteren Veröffentlichungen zur Mars-Dichotomie einher. Eine von Jeffrey Andrews-Hanna und Maria Zuber vom MIT und Bruce Banerdt von JPL veröffentlichte Studie untersucht die gravitative und topografische Signatur der Dichotomie mit Informationen der Mars-Orbiter. Ein weiterer Begleitbericht einer Gruppe an der UC Santa Cruz unter der Leitung von Francis Nimmo untersucht die erwarteten Folgen von Mega-Auswirkungen.
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: EurekAlert
