Mars heeft twee gezichten. Nee, niet die soort gezichten, maar de opmerkelijke verschillen tussen het noordelijk en zuidelijk halfrond. Maar velen waren het er niet over eens of verschillende kleine inslagen of één grote verantwoordelijk waren voor het beeldhouwen van het oppervlak van Mars. Nu hebben wetenschappers van het California Institute of Technology door computermodellering aangetoond dat de tweedeling van Mars, zoals het verdeelde terrein wordt genoemd, inderdaad kan worden verklaard door een gigantische impact vroeg in de geschiedenis van de planeet.
'De tweedeling is misschien wel het oudste kenmerk op Mars', zegt Oded Aharonson van Caltech. Wetenschappers geloven dat de verschillen in hemisferische kenmerken meer dan vier miljard jaar geleden zijn ontstaan.
Eerder hadden wetenschappers het idee afgewezen dat een enkele, gigantische impactor de lagere verhogingen en de dunnere korst van de noordelijke regio van Mars creëerde, zegt Margarita Marinova, een afgestudeerde student aan Caltech, en een van de hoofdauteurs van de studie.
Zo legde Marinova uit dat men dacht dat een enkele inslag een cirkelvormige voetafdruk zou achterlaten, maar de omtrek van de noordelijke laaglanden is elliptisch. Er is ook een duidelijk gebrek aan een kraterrand: de topografie stijgt soepel van de laaglanden naar de hooglanden zonder een lip van geconcentreerd materiaal ertussenin, zoals het geval is bij kleine kraters. Ten slotte werd aangenomen dat een gigantische impactor het record van zijn eigen optreden zou vernietigen door een groot deel van de planeet te smelten en een magma-oceaan te vormen.
"We wilden laten zien dat het mogelijk is om een groot gat te maken zonder het grootste deel van het oppervlak van Mars te smelten", zegt Aharonson. Het team heeft een reeks projectielparameters gemodelleerd die een holte ter grootte en ellipticiteit van de Mars-laaglanden zouden kunnen opleveren zonder de hele planeet te laten smelten of een kraterrand te maken.
Het team heeft meer dan 500 computersimulaties uitgevoerd die verschillende energieën, snelheden en impacthoeken combineren. Ten slotte konden ze zich beperken tot een 'sweet spot' - een reeks parameters met een enkele inslag die precies het type krater zouden maken dat op Mars wordt gevonden. Met hun speciale supercomputer konden ze simulaties uitvoeren die niet in het verleden werden uitgevoerd. "De mogelijkheid om te zoeken naar parameters die een impact mogelijk maken die compatibel is met waarnemingen, wordt mogelijk gemaakt door de speciale machine bij Caltech," zei Aharonson.
De gunstige simulatieomstandigheden die door de sweet spot worden geschetst, suggereren een botsenergie van ongeveer 1029 joules, wat overeenkomt met 100 miljard gigaton TNT. Het botslichaam zou Mars hebben geraakt in een hoek tussen 30 en 60 graden terwijl het met een snelheid van 6 tot 10 kilometer per seconde reisde. Door deze factoren te combineren, berekende Marinova dat het projectiel ongeveer 1.600 tot 2.700 kilometer breed was.
Schattingen van de energie van de inslag van Mars plaatsen het vierkant tussen de inslag die vermoedelijk heeft geleid tot het uitsterven van dinosauriërs op aarde 65 miljoen jaar geleden en degene waarvan wordt aangenomen dat deze de maan van onze planeet vier miljard jaar geleden heeft geëxtrudeerd.
Marinova zei dat de timing van de vorming van onze maan en de tweedeling van Mars niet toevallig is. "Deze omvang van de effecten kwam pas vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel voor", zegt ze. De resultaten van deze studie zijn ook van toepassing op het begrijpen van grote impactgebeurtenissen op andere hemellichamen, zoals het Aitken-bekken op de maan en het Caloris-bekken op Mercurius.
Dit rapport, gepubliceerd in het nummer van 26 juni van Nature, gaat samen met twee andere artikelen over de dichotomie van Mars. Een daarvan is gepubliceerd door Jeffrey Andrews-Hanna en Maria Zuber van MIT en Bruce Banerdt van JPL en onderzoekt de zwaartekracht en de topografische handtekening van de tweedeling met informatie van de Mars-orbiters. Een ander begeleidend rapport, van een groep van UC Santa Cruz onder leiding van Francis Nimmo, onderzoekt de verwachte gevolgen van mega-impacts.
Oorspronkelijke nieuwsbron: EurekAlert
