Száz évvel a szibériai, négymilliárddal a marsi becsapódás után

Kereken száz esztendeje, 1908. június 30-án egy kisbolygó vagy üstökösmag robbant fel Szibéria felett. Az esemény során a Hiroshimára ledobott atombomba energiájának közel ezerszerese szabadult fel. A kozmikus katasztrófákkal kapcsolatos egyik legújabb eredmény, hogy a Mars bolygó jellegzetes kétarcúságát is egy becsapódás hozhatta létre, ám a szibériainál sokkal ősibb és hatalmasabb. 

A Mars domborzati szempontból kétarcú bolygó: felszínét északon mély síkságok, délen 4-6 kilométerrel magasabb, változékony domborzatú felföldek borítják. A két területtípus közötti eltérés magyarázatára több elgondolás is született. Az egyik szerint egy vagy több hatalmas becsapódás hozta létre az északi mélyedéseket, de elképzelhető az is, hogy valamilyen belső eredetű folyamat vékonyította el északon a kérget, amitől ott lapos síkság keletkezett. Az eddig elérhető adatok alapján nehéz volt e modellek közül választani.

Az északi síkságok a bolygó felszínének közel 40%-át borítják, a területet Borealis-medencének is nevezik. A képződmény közel 8500 x 10 600 kilométer átmérőjű, enyhén elliptikus alakú. Az északi és a déli területeket egy lejtős határvonal választja el, amelynek közel 30%-át a Tharsis-hátság vulkánjainak lávái borítják - ezért azt nehéz vizsgálni. A határvonal jellemzőit a Mars Reconnaisance Orbiter (MRO) és a Mars Global Surveyor (MGS) mérései alapján sikerült pontosítani, főleg a bolygó gravitációs terének elemzésével.

Oded Aharonson (Caltech) és kollégái számítógépes szimulációval vizsgálták, hogy egyetlen nagy becsapódás létrehozhatta-e az északi mélyföldeket. A korábbi modellek és az új megfigylések összevetése alapján az északi síkságról kiderült, hogy a bolygó egyik legidősebb képződménye, legalább 4 milliárd éves. A becsapódásos magyarázat egyik problémája korábban az volt, hogy az északi mélyföldek peremvidéke elliptikus alakú. Emellett a korábbi szimulációk alapján egy ekkora becsapódás olyan mértékben megolvaszthatta a kőzeteket, hogy itt a bolygó képlékeny anyaga hamar visszaalakult volna a robbanás előtti formára, eltörölve az esemény nyomát.

Egy új számítógépes modell segítségével 500 nagyobb, egymástól kissé eltérő becsapódási eseményt szimuláltak. Ezek között sikerült olyanokat találni, amelyek a megfigyelthez hasonló, elliptikus alakú medencét eredményeztek. Emellett a számítások rámutattak, hogy a Mars a becsapódástól nem feltétlenül olvadt meg annyira, hogy utána ne maradhasson meg a becsapódás nyoma.

A számítások alapján az északi mélyföldeket egy közel 10²⁹ joule energiájú robbanás hozhatta létre. A becsapódó objektum 1600-2700 kilométer átmérőjű lehetett, tehát közel akkora, mint a Plútó. Útvonala 30-60 fokos szöget zárt be a helyi vízszintessel, és 6-10 kilométer/másodperc sebességgel haladhatott a Marshoz képest. A mélyedés elliptikus alakjának kialakításában az is közrejátszott, hogy a keletkezett kráter hatalmas méretéhez képest a Mars felszínét már nem lehet sík alakúnak közelíteni. (Egy viszonylag lapos szögű becsapódás pedig enyhén elliptikus krátert hoz létre, ha a célobjektum felszínénk görbületét is beszámítják a modellekbe.)

A Mars színfokozatos domborzati térképe, ahol a magasság színkódolása jobbra látható. A földi térképekkel ellentétben a kék szín nem vizet, hanem adott magassági tartományt jelöl (NASA)

A fenti térképen jól látható a sima, alacsonyabban fekvő északi síkságok területe. Az északi mélyföldek és a déli, kráterezett felföldek közötti határvonal a térkép jobb felén könnyen követhető, míg balra a kiterjedt Tharsis-hátáság lávái borítják, ahol több magas vulkán is emelkedik.

A nagy északi síkságokat létrehozó becsapódás számítógépes szimulációja (Nature)