Největší srážka ve Sluneční soustavě

Nová analýza topografie a gravitačního pole Marsu, provedená vědci z MIT (Massachusetts Institute of Technology) a NASA, vyřešila jednu z největších zbývajících záhad ve Sluneční soustavě – proč má planeta Mars dvě zcela odlišné tváře (severní a jižní polokouli)? Astronomové identifikovali, jak se zdá, dávné, doposud nepozorované stopy po obrovském impaktu.

Obrázky v úvodu článku ukazují reliéf povrchu (a) a tloušťku kůry (b) na planetě Mars (mapy ve válcové projekci). Hlavní rysy jsou vyznačeny na obrázku (a) včetně oblastí Tharsis (Th), Arabia Terra (AT), Hellas (H), Argyre (A) a Utopia (U), stejně tak vnější okraje Borealis Basin (nepřerušovaná čára).

Rozsáhlá pánev, která pokrývá přibližně 40 % povrchu Marsu, někdy označovaná jako Borealis Basin, je ve skutečnosti pozůstatkem po obrovské srážce, která se odehrála v rané historii vývoje Sluneční soustavy, jak vyplývá z nových analýz. Tato pánev je 8 500 km široká a 10 600 km dlouhá. Zaujímá tedy větší rozlohu než Asie, Evropa a Austrálie dohromady. Je přibližně 4krát větší než další známé impaktní pánve, jako je Hellas Basin rovněž na Marsu či South Pole-Aitken Basin na Měsíci v blízkosti jeho jižního pólu.

Pánev na severní polokouli Marsu je jedním z nejhladších povrchů v naší Sluneční soustavě a někteří geologové se domnívají, že se zde v rané fázi vývoje Marsu mohl nacházet oceán kapalné vody. Jižní polokoule rudé planety má nerovný, rozbrázděný a velmi kráterovaný terén, sahající 4 až 8 km nad úroveň pánve na severní polokouli. Ještě donedávna nikdo vlastně nevěděl, proč jsou obě polokoule Marsu tak odlišné.

Nové objevy publikovali v časopise Nature Jeffrey Andrews-Hanna, Maria Zuber a Bruce Banerdt. Analýzu výškových rozdílů a gravitačního pole Marsu, která vykazuje zřetelné znaky impaktní pánve, doplňují další články, které poskytují teoretickou analýzu povahy impaktu, který byl potřebný k jejímu vytvoření.

Záhada, jak vysvětlit dvě různé tváře povrchu Marsu, komplikovala život planetologům od získání prvních komplexních snímků povrchu, které byly na Zemi vyslány kosmickými sondami v 70. létech minulého století. Mnoho let existovaly dvě hlavní alternativy: buď nějaké vnitřní procesy, související s roztavením podpovrchových vrstev nebo velmi dávný impakt.

Představa impaktu, kterou původně navrhovali již v roce 1984 Steven Squyres (Cornell University), který je nyní hlavním vědeckým pracovníkem projektu MER (Mars Exploration Rovers) a Don Wilhelms (U. S. Geological Survey), upadla velmi rychle v nemilost, neboť tvar pánve neodpovídal očekávanému kruhovému tvaru kráteru. „Neexistovaly žádné pozorovací důkazy pro podporu této myšlenky,“ dodává Jeffrey Andrews-Hanna.

Od té doby však bylo zjištěno, že i ostatní obří impaktní pánve včetně South Pole-Aitken na Měsíci mají spíše eliptický tvar než kruhový. Teprve komplexní analýza povrchu Marsu, zohledňující údaje o topografii planety a jejím gravitačním poli, shromažďované sondami po mnoho let, odkryla zřetelně eliptický tvar pánve Borealis Basin na severní polokouli Marsu.

Komplikujícím faktorem bylo, že od okamžiku impaktu – který se musel odehrát nejméně před 3,9 miliardami roků – vytvořily obří sopky podél jedné části okraje pánve velkou oblast s vyvýšeným a nerovným terénem, který zakrývá hlavní obrysy pánve. Kombinací dat o gravitačním poli Marsu, získaných sondou MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) – která mají tendenci odhalit podložní strukturu – s údaji o současné topografii povrchu na základě měření sondy Mars Global Surveyor, byla zrekonstruována mapa výškových rozdílů, jaké existovaly před rozsáhlou sopečnou činností na planetě Mars.

„Po novém zpracování dat se zřetelně objevila eliptická pánev,“ říká Jeffrey Andrews-Hanna. Pozorované odchylky mezi ideální elipsou a zjištěnou hranicí mezi dvěma topografickými útvary byly překvapivě malé. Kromě toho eliptické ohraničení pánve také naznačuje, že se podél části okraje nachází případný sekundární vnější val, charakteristický pro velké impaktní pánve. „Impakt je ve skutečnosti pouze mechanismem, který vytváří tyto velkoškálové eliptické deprese, jakési velké prohlubně v povrchu tělesa,“ dodává Andrews-Hanna.

„Identifikace této obrovské jizvy po dávném impaktu je mimořádně vzrušující,“ říká Maria Zuber. Až doposud nikdo nepodal tak zřetelné důkazy existence dávného impaktu tak velkých rozměrů. Existují pouze jeden či dva větší impakty, které nastaly v rané fázi vývoje Sluneční soustavy. Diskutabilní teorie předpokládá, že k obdobné situaci došlo na Merkuru – nejvnitřnější planetě Sluneční soustavy. Všeobecně je akceptována teorie, že při srážce Země s tělesem velikosti Marsu záhy po jejím vzniku došlo k částečnému roztavení zemské kůry a k vyvržení materiálu na oběžnou dráhu kolem Země, z jehož části se v krátké době zformoval náš Měsíc.

Nutno říci, že v obou těchto případech byly impakty tak obrovské, že zcela vymazaly jakékoliv viditelné znaky těchto událostí. Byly pouze vydedukovány na základě nepřímé analýzy včetně výzkumu vzorků hornin, dopravených na Zemi výpravami posádek astronautů v projektu Apollo a počítačových simulací, na jejichž základě byly tyto dávné mimořádně velké impakty rekonstruovány. Impakty, které zanechaly zřetelně viditelnou stopu, vedly k vytvoření známých útvarů Hellas Basin na Marsu (rozměry 2400 x 1800 km) a South Pole-Aitken Basin (2100 x 1500 km).

Teoretické analýzy, doprovázející vznik pozorovaných impaktních pánví vedou k závěru, že impaktní těleso, které vytvořilo obrovskou pánev na Marsu, muselo mít průměr přibližně 2000 km – tj. průměr srovnatelný s trpasličí planetou Pluto – které narazilo do povrchu Marsu pod úhlem 45°, čímž vytvořilo obří prohlubeň oválného tvaru.

Zdroj: http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=25776

autor: František Martinek