A sonda InSight Mars da NASA detectou ondas sísmicas de quatro rochas espaciais que caíram em Marte em 2020 e 2021.
Esses não apenas representam os primeiros impactos detectados pelo sismômetro da espaçonave desde que o InSight pousou em Marte em 2018, mas também marcam a primeira vez que ondas sísmicas e acústicas de um impacto foram detectadas no planeta vermelho - um desenvolvimento que fornece aos cientistas uma nova maneira de estudar a crosta, o manto e o núcleo de Marte.

Um novo estudo publicado na Nature Geoscience – no qual a professora assistente da Brown University (pesquisa) de Ciências da Terra, Ambientais e Planetárias, Ingrid Daubar, é coautora – detalha os impactos, que variaram entre 53 e 180 milhas da localização do InSight, uma região de Marte chamada Elysium Planitia.

"Foi super emocionante", Daubar lembrou dos impactos. "Minhas imagens favoritas são as das próprias crateras. Após três anos de espera por um impacto, essas crateras ficaram lindas."

Dos quatro meteoróides confirmados, que é o termo usado para rochas espaciais antes de atingirem o solo, o primeiro que a equipe encontrou fez a entrada mais dramática:entrou na atmosfera de Marte em 5 de setembro de 2021, explodindo em pelo menos três fragmentos. que cada um deixou crateras para trás.

Quando o Mars Reconnaissance Orbiter da NASA sobrevoou o local de impacto estimado para confirmar a localização, ele usou sua câmera de contexto em preto e branco para revelar três pontos escuros na superfície. Depois de localizar esses pontos, a equipe do orbitador usou a câmera High-Resolution Imaging Science Experiment para obter um close-up colorido das crateras. Há também áudio dos impactos disponíveis.

Depois de vasculhar os dados anteriores, três outros impactos foram confirmados como ocorrendo em 27 de maio de 2020; 18 de fevereiro de 2021; e 31 de agosto de 2021.

“Ter uma localização realmente precisa para a fonte dos impactos calibra todos os outros dados para a missão”, disse Daubar. "Isso valida as estimativas que fizemos e nos permitirá fazer isso com mais precisão... Também nos diz muito sobre o próprio processo de impacto e os resultados sísmicos. Na verdade, nunca vimos isso antes."

Pesquisadores se perguntam por que não detectaram mais impactos de meteoróides em Marte. O planeta vermelho está próximo ao principal cinturão de asteróides do sistema solar, que fornece um amplo suprimento de rochas espaciais para cicatrizar a superfície do planeta. Como a atmosfera de Marte é apenas 1% da espessura da da Terra, mais meteoroides passam por ela sem se desintegrar.

Além disso, o sismômetro da InSight detectou mais de 1.300 "marsquakes". Fornecido pela agência espacial da França, o Centre National d'Études Spatiales, o instrumento é tão sensível que pode detectar ondas sísmicas a milhares de quilômetros de distância. Mas o evento de 5 de setembro de 2021 marca a primeira vez que um impacto foi detectado.

A equipe da InSight suspeita que outros impactos podem ter sido obscurecidos pelo ruído do vento ou mudanças sazonais na atmosfera. Agora que a assinatura sísmica distinta de um impacto em Marte foi descoberta, os cientistas esperam encontrar mais esconderijos nos quase quatro anos de dados da InSight.

Paixão planetária

Para Daubar – que além de seu papel na Brown é pesquisadora do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, liderando o Impact Cratering Working Group na missão InSight – ela vê o potencial dos dados para permitir um estudo mais aprofundado de outros planetas, incluindo a Terra.

"Em um sentido mais amplo, a razão pela qual estudamos outros planetas é entender melhor nosso próprio planeta", disse ela.

Daubar é professora assistente de ciências planetárias em Brown há três anos, mas sua curiosidade cósmica se desenvolveu muito antes.

"Tive a sorte de que minha escola pública em East Lyme, Connecticut, tivesse um planetário", disse Daubar. "Isso despertou meu interesse em astronomia e espaço."

Na faculdade, ela se formou em astronomia na Universidade de Cornell. Ela passou a ganhar um Ph.D. em ciências planetárias na Universidade do Arizona e tornou-se um cientista de pesquisa com JPL.

"Eu amo crateras", disse Daubar. "Eu acho que eles são um dos processos planetários mais emocionantes que podemos estudar."

Daubar está entre as várias centenas de cientistas e engenheiros de todo o mundo que contribuem para a missão InSight, disse ela.

"Sou uma pessoa visual e trabalhei muito em câmeras", disse ela, "então, para mim, ter a evidência visual desse fenômeno físico é realmente emocionante. Na verdade, temos imagens de 'antes e depois'. legal para mim que a superfície desta planta está mudando agora. Não é um processo geológico antigo."

Ciência por trás das greves

Os dados dos impactos dos meteoróides oferecem várias pistas que ajudarão os pesquisadores a entender melhor Marte.

"Temos toneladas de dados, o que é realmente empolgante para os cientistas", disse Daubar. "Nós exploramos muito o planeta. Há muito que sabemos - e muito que não sabemos."

A maioria dos marsquakes são causados ​​por rochas subsuperficiais rachando de calor e pressão. Estudar como as ondas sísmicas resultantes mudam à medida que se movem através de diferentes materiais fornece aos cientistas uma maneira de estudar a crosta, o manto e o núcleo de Marte.

Os quatro impactos confirmados até agora produziram pequenos terremotos com magnitude não superior a 2,0. Isso não fornece aos cientistas um vislumbre mais profundo do que a crosta marciana, enquanto os sinais sísmicos de terremotos maiores, como o tremor de magnitude 5 que ocorreu em maio de 2022, podem revelar detalhes do manto e do núcleo do planeta.

"Esses impactos específicos são realmente pequenos e próximos - eles não passaram pelo manto e pelo núcleo", disse Daubar. "Mas nos permite usar esse conhecimento para todo o catálogo de eventos com uma nova compreensão desses pontos de dados no local e na fonte".

É importante ressaltar que os impactos serão críticos para refinar a linha do tempo de Marte.

"Os impactos são os relógios do sistema solar", disse Raphael Garcia, do Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace em Toulouse, França, que é o principal autor do estudo. "Precisamos saber a taxa de impacto hoje para estimar a idade de diferentes superfícies."

Os cientistas podem aproximar a idade da superfície de um planeta contando suas crateras de impacto. Em Marte, a superfície teve mais tempo para acumular crateras de impacto de vários tamanhos porque o planeta carece do movimento das placas tectônicas e do vulcanismo ativo que renova constantemente a superfície, como acontece na Terra. Ao calibrar modelos estatísticos com base na frequência com que eles veem os impactos ocorrendo agora, os cientistas podem estimar quantos outros impactos ocorreram no início da história do sistema solar.

"A sismologia é uma maneira de sabermos o que há dentro de um planeta", explicou Daubar. "A missão InSight é a primeira missão a realmente estudar o interior do planeta."

Os dados do InSight, em combinação com imagens orbitais, podem ser usados ​​para reconstruir a trajetória de um meteoróide e o tamanho de sua onda de choque. Cada meteoróide cria uma onda de choque quando atinge a atmosfera e uma explosão quando atinge o solo. Esses eventos enviam ondas sonoras pela atmosfera. Quanto maior a explosão, mais essa onda sonora inclina o chão quando atinge o InSight. O sismômetro do módulo de pouso é sensível o suficiente para medir o quanto o solo se inclina de tal evento e em que direção.

"Estamos aprendendo mais sobre o próprio processo de impacto", disse Garcia. "Podemos combinar diferentes tamanhos de crateras com ondas sísmicas e acústicas específicas agora." + Explorar mais

InSight da NASA registra terremoto monstruoso em Marte