Astronomia

Cratera de impacto degradada maciça em Mercúrio - evidência química?

Cratera de impacto degradada maciça em Mercúrio - evidência química?


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O planeta Mercúrio tem uma miríade de características de impacto - isso é conhecido há algum tempo. No entanto, observe nas seguintes imagens, uma 'região de alto Mg' relativamente grande detectada no planeta (abaixo):

Fonte da imagem: site do Messenger

No site da coletiva de imprensa do grupo, eles afirmam que:

A composição incomum da região de alto Mg e a crosta relativamente fina nesta região sugerem que podem ser os restos de uma bacia de impacto antiga e altamente degradada.

Como a 'composição incomum' dessa região sugere ser os restos de uma antiga bacia de impacto altamente degradada?


Ainda há algumas pesquisas a serem feitas para responder definitivamente a esta questão. Dito isso, porém, de acordo com a pesquisa publicada no artigo "Evidence for geochemical terranes on Mercury: Global mapping of major elements with MESSENGER's X-Ray Spectrometer (Weider et al. 2015), a região de alto Mg (HMR) pode ser devido a as consequências de um evento de impacto - os autores do artigo sugerem que:

portanto, que o HMR também pode ser um recurso relacionado ao impacto, e que sua alta proporção de Mg / Si é evidência de escavação do manto durante um grande evento de impacto no início da história de Mercúrio (> 4,1 Ga).

e mais tarde, parcialmente ressurgido por vulcanismo subsequente e eventos de impacto menores.

Os autores elaboram ainda que o mecanismo por trás disso poderia ser

Se um grande impacto antigo no local HMR penetrasse em um manto diferenciado verticalmente (com variações laterais adicionais possíveis) e atingisse uma camada profunda, de outra forma não amostrada (ou seja, a fonte lherzolítica proposta por Charlier et al. 2013 *), a composição HMR seria ser a assinatura da fusão parcial de alto grau dessa fonte do manto.

Recurso adicional citado:

Charlier et al. 2013, Equilíbrio de fase de composições ultramáficas em Mercúrio e a origem da dicotomia composicional, Cartas da Terra e da Ciência Planetária


Técnica de datação precisa mostra que o impacto do Boltysh não está envolvido na extinção dos dinossauros

Fotomicrografias de luz transmitida de rochas derretidas por impacto utilizadas neste trabalho. Crédito: Avanços da Ciência (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe6530

Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições no Reino Unido usou uma técnica de datação avançada para descobrir há quanto tempo a cratera Boltysh na Ucrânia foi formada. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência, o grupo descreve como dataram a cratera, o que encontraram e o que suas descobertas sugerem sobre os eventos que levaram à extinção dos dinossauros.

A cratera Boltysh foi descoberta em 2002 e inicialmente se acreditava ter sido formada por um asteróide aproximadamente 2.000 a 5.000 anos antes do evento de impacto Chicxulub, que ocorreu aproximadamente 65 milhões de anos atrás. Por causa de sua proximidade no tempo, alguns sugeriram que a extinção do dinossauro pode ter sido devido a um golpe duplo de dois asteróides enormes colidindo com a Terra. Neste novo esforço, os pesquisadores usaram uma técnica de datação mais precisa para aprender mais sobre a data em que a cratera Boltysh foi formada.

O esforço de datação envolveu a coleta de sedimentos do local do impacto que pousou ali depois que o asteróide atingiu. Pesquisas anteriores haviam mostrado que esse sedimento é feito de restos de rocha derretida do impacto que foi coberto com solo ao longo dos anos. Para alcançar o sedimento que buscavam, os pesquisadores tiveram que perfurá-lo. Eles então usaram sua técnica de datação - chamada de geocronologia argônio-argônio - para medir os isótopos de argônio no sedimento. Ele mostrou que a cratera tinha aproximadamente 65,39 milhões de anos. A equipe também analisou grãos de sanidina de uma camada de carvão em Montana para medir a diferença de tempo entre os dois impactos. Eles observam que a nova tecnologia que usaram para medir suas amostras era quatro vezes mais precisa do que os instrumentos usados ​​nas últimas décadas.

O trabalho mostrou que o impacto do Boltysh não foi parte de um golpe duplo que levou os dinossauros à extinção - veio quase 1 milhão de anos depois - tarde demais para matar os dinossauros - todos eles tinham desaparecido no momento em que ocorreu. Mas teria sido um impacto tremendo - tão grande que provavelmente desestabilizou o clima global e possivelmente interrompeu a recuperação do evento de impacto Chicxulub.


Cratera de impacto degradada maciça em Mercúrio - evidência química? - Astronomia

Agora que você teve uma visão geral, é hora de começar a explorar! E, como um cientista pesquisador, a exploração começa com algumas informações básicas sobre o assunto. O que são crateras de impacto? Como eles se formam? Eles são todos iguais? Eles são fáceis de encontrar? O que acontece com as rochas durante um evento de impacto? Essas são boas perguntas e estão descritas nos links abaixo:

(A) O que é um & # 39evento de impacto & # 39 e o que é uma & # 39cratera de impacto & # 39?

Leia cada uma das seções a seguir. Escreva um resumo de um parágrafo em uma folha de papel separada ou no verso do seu laboratório. Clique em pelo menos 3 dos links embutidos que lhe interessam e inclua e identifique em seu resumo.

Quando dois objetos colidem, é chamado de evento de impacto

A ideia básica é simples - objetos no espaço às vezes se chocam uns com os outros. Se eles forem do mesmo tamanho (e talvez se movendo muito rápido um em relação ao outro), como dois asteróides, a colisão pode resultar em ambos os corpos sendo despedaçados. À esquerda está a concepção do artista William Hartmann de dois asteróides colidindo.

Mas se um corpo for muito maior do que o outro, o corpo maior provavelmente sobreviverá à colisão. Os cientistas podem chamar o maior dos dois de & # 39alvo & # 39 e o menor de & # 39impactor & # 39 ou & # 39 projétil& # 39. Isso pode ser visto na imagem do artista Don Dixon. Neste caso, o & # 39alvo & # 39 sobreviverá, mas. vai sobrar uma grande cicatriz para contar a história do evento!

Essa cicatriz é a cratera de impacto

Na imagem abaixo, o artista Don Davis imaginou como seria um grande asteróide impactando a Terra. O alvo, a Terra neste caso, sobreviverá ao impacto intacto. Mas a superfície será mudada para sempre pela energia do evento e a enorme cratera de impacto formada como resultado.

O que acontece quando um grande objeto impacta um planeta gasoso? Podemos ver o & # 39scar & # 39 do impacto preservado? Bem, em 1994 testemunhamos uma série de eventos de impacto muito grandes (causados ​​pelo rompimento do cometa Shoemaker-Levy 9) em Júpiter, e vimos cicatrizes enormes na superfície visível (gasosa) do planeta. No entanto, assim como quando jogamos uma pedra em um lago, o efeito desaparece depois de um tempo, e hoje essas cicatrizes não são visíveis na superfície de Júpiter.

As crateras de impacto são as cicatrizes deixadas para trás quando os objetos no espaço se chocam e são o melhor registro que os cientistas têm da história colisional do sistema solar.

(B) Por que os cientistas querem estudar as crateras de impacto? Por que nos importamos?

Existem muitas evidências que apóiam a ideia de um evento de impacto muito grande que causou a extinção dos dinossauros há cerca de 65 milhões de anos. Os dinossauros podem já estar à beira da sobrevivência, e um evento de impacto teria sido mais do que suficiente para mudar o clima da Terra, tornando-a hostil e inóspita para a sobrevivência dos dinossauros. Esta obra de Joe Tucciarone mostra como podem ter sido os minutos finais para esses dinossauros!

Na década de 1990, os cientistas encontraram o local onde este asteróide & # 39killer & # 39 atingiu o local onde hoje é a Península de Yucatán, no México. Na pintura acima, o artista Don Davis imaginou como pode ter sido o evento de impacto. A devastação criada por tal evento foi provavelmente a sentença de morte para os dinossauros e 50% de todas as espécies na Terra!

Esses efeitos destrutivos são um dos principais motivos pelos quais os cientistas estudam as crateras de impacto. Para obter mais informações, consulte o site Crateras de Impacto Terrestre e seus Efeitos Ambientais. Verifique também o site do Programa de Efeitos de Impacto da Terra se quiser explorar os possíveis efeitos a uma determinada distância de um evento de impacto de algum tamanho.

Crateras de impacto foram vistas em planetas e satélites em todo o sistema solar. Algumas superfícies têm tantas cicatrizes de impacto que se amontoam umas sobre as outras, destruindo as que se formaram anteriormente. Deve ter havido um tempo em que eventos de impacto aconteciam regularmente. E, no entanto, existem outras superfícies que não possuem muitas crateras. É porque há menos impactos hoje em dia ou porque algo apagou rapidamente as crateras antes que novas pudessem se formar?

A coleção de imagens acima mostra superfícies de vários planetas e satélites do sistema solar, como Mercúrio, Marte, a Lua (satélite da Terra), Europa e Ganimedes (satélites de Júpiter), Febe e Tethys (satélites de Saturno) e o asteróide Eros.

O que podemos aprender com o número e distribuição de crateras nas superfícies planetárias? O que é responsável por toda essa variação entre as superfícies planetárias, especialmente o número, tamanho, forma e densidade das crateras? Para ter uma ideia, consulte o site PSI & # 39s Introdução aos estudos de crateras. Os cientistas precisam estudar as crateras de impacto nesses planetas, incluindo a Terra, antes que essas perguntas possam ser respondidas.

E muitas outras questões permanecem - Como as crateras de impacto se relacionam com outros eventos planetários, como terremotos ou vulcanismos? E quanto a outras extinções na Terra? Eles estão ligados a eventos de impacto? Que tal hoje, devemos esperar um evento de impacto para acontecer em breve? Qual o tamanho de um evento e qual o tamanho de uma cratera que será criada? Podemos descobrir como ou onde?

Os cientistas têm muita motivação para estudar as crateras de impacto e temos muitos motivos para nos preocupar com as respostas que encontram!

(C) Quais são os estágios de formação da cratera de impacto? Quais são os processos que moldam as crateras de impacto?

Você pode pensar que as crateras de impacto são todas iguais, mas elas são não ! Na verdade, as diferenças entre as crateras fornecem muitas informações sobre como as crateras se formaram, quando se formaram e por quê.

A imagem à esquerda é uma cratera muito simples em forma de tigela na Lua e é típica de pequenas crateras que se formaram há relativamente pouco tempo. Tem uma borda saliente em torno da borda e características agradáveis ​​e nítidas. Esses tipos de crateras geralmente têm apenas alguns quilômetros de diâmetro, no máximo, em planetas como a Terra, Marte e a Lua.

Um belo exemplo de cratera simples bem aqui na Terra é Barringer, também conhecida como Cratera de Meteoro. Como as imagens acima e abaixo mostram, ele claramente tem uma borda elevada - você pode vê-lo acima da estrada? Parece uma cordilheira plana quando se dirige até ela e seu interior tem a forma de uma tigela.

Do ar, como mostrado acima, parece muito com a cratera simples da lua.

Não parece que seria necessário algo muito dramático para fazer este buraco, mas não se deixe enganar. Tente se imaginar na borda da Cratera do Meteoro, como no deck de observação, que é a pequena plataforma no canto inferior direito da imagem abaixo. Vê o pessoal de pé sobre ele? Você é muito pequeno em comparação com a cratera, que tem cerca de um quilômetro de largura.

Coisa importante a saber: um impactador não cria um buraco empurrando o material para o lado para formar uma cratera de impacto. O que realmente acontece é um explosão !

Mesmo pequenas crateras são criadas por eventos muito energéticos - impactadores que investem em um planeta como a Terra estão se movendo muito rápido, em qualquer lugar de 15 a 70 quilômetros por segundo, ou seja, cerca de 36.000 a 160.000 milhas por hora! Compare isso com um caça a jato, que pode viajar 1.800 milhas por hora, ou uma bala de rifle que atinge velocidades de 2200 milhas por hora.

Toda essa velocidade significa muito impulso e muita energia. Essa energia é transferida diretamente para o solo, causando mudanças dramáticas nas rochas, a mais notável das quais é a enorme explosão que cria a própria cratera de impacto. Por causa das energias envolvidas, não é necessário um impactador muito grande para criar uma grande cratera. Pegue a cratera do meteoro, por exemplo - sabemos que o impactador foi um ferro meteorito cerca de 40 metros de diâmetro (cerca de 1309 pés, um pouco maior que um campo de futebol), mas a cratera tem 1.200 metros (cerca de 4.000 pés) de diâmetro!

Como mencionado antes, nem todas as crateras são iguais. Enquanto as menores crateras de um planeta terão formas simples e agradáveis, as crateras de médio a grande porte terão uma forma mais complexa. Os cientistas se referem a elas como crateras & # 39complex & # 39. Como a cratera mostrada aqui à esquerda, eles podem ter cristas ou & # 39terraces & # 39 dentro de suas bordas com pisos mais planos e um pico central, ou anel de picos.

O mesmo vale para a cratera lunar à direita. O chão é mais plano, a borda da cratera é interrompida por muitos terraços e o grupo central de picos tem a forma de um anel.

Bacias de Impacto

As maiores crateras encontradas em um corpo planetário são chamadas de & # 39basins & # 39 e dificilmente se parecem com crateras. As bacias podem ser enormes, com muitas centenas de quilômetros de diâmetro e ter vários anéis de bordas. Eles têm piso plano entre os anéis e, às vezes, pode ser difícil identificar o anel maior! A Bacia Orientale na Lua (à esquerda) é um dos melhores exemplos de uma bacia de impacto.

Simples versus Complexo

Outra maneira de pensar sobre crateras simples e complexas é vê-las de seus lados. Imagine se cortássemos uma cratera e removêssemos uma metade, para que pudéssemos ver o interior. O diagrama à esquerda é uma fatia através ou & # 39cross seção & # 39 dos dois tipos de crateras sobre as quais você está lendo.

O primeiro, (a) é uma cratera simples. & # 39D & # 39 é o diâmetro da cratera de borda a borda, e as áreas vermelhas são materiais de preenchimento de cratera, como rochas que foram derretidas, resfriadas e re-endurecidas pelo evento de impacto. As áreas azuis são materiais que foram lançados ou ejetados do evento de impacto e caíram em cascata ao redor da cratera. Este material é chamado de & # 39ejetar& # 39 e às vezes pode ser encontrado a muitas dezenas de diâmetros de cratera de distância do local do impacto.

A segunda, (b) é uma cratera complexa. O chão é muito mais plano e também é coberto por rochas derretidas endurecidas. O material ejetado também é lançado pela borda. Observe os muitos terraços dentro da borda final da cratera.

Então, você viu imagens e diagramas de crateras que se formaram no passado. Mas como é o processo de impacto passo a passo? O diagrama à direita mostra os estágios de formação da cratera. Quando um impactador atinge um alvo (faz contato), ele traz muita energia com ele. Essa energia é o que impulsiona a criação da cratera de impacto.

Para simplificar, podemos dividir a formação de uma cratera em 3 estágios: contato e compressão, escavação e modificação. Durante o primeiro estágio, a energia força as rochas alvo para baixo e as comprime. Uma cratera transitória começa a se formar - nós a chamamos de & # 39transient & # 39, pois essa cratera inicial mudará. O material é então derretido, até mesmo vaporizado, e começa a ser jogado para fora da cratera em rápida expansão durante o estágio de escavação. Para eventos de impacto relativamente pequenos (crateras & lt 2-4 quilômetros de diâmetro na Terra), a cratera transitória é relativamente estável e terminamos com uma cratera simples, como a Cratera do Meteoro.

Para eventos de impacto maiores, no entanto, esta cratera transitória é instável - é basicamente muito profunda e larga. As rochas no fundo dessas crateras resistem à compressão e deformação e, eventualmente, "recuam" durante o estágio de modificação. Este é o processo que empurra o pico central em crateras complexas. Finalmente, o material ejetado cai no chão, e a borda e o centro da cratera caem um pouco e assumem suas formas finais.

Tudo isso acontece em poucos minutos, embora para crateras maiores as rochas derretidas possam levar muito tempo para esfriar e endurecer novamente, e a borda e os picos podem cair e afundar um pouco mais. E então é claro. Há tempo.


Evidências para rápida evolução topográfica e degradação da cratera em Mercúrio a partir da morfometria simples da cratera

Examinar a topografia das crateras de impacto e sua evolução com o tempo é útil para avaliar a rapidez com que as superfícies planetárias evoluem. Aqui, novas medidas de profundidade / diâmetro (d/D) relações para 204 crateras de 2,5 a 5 km de diâmetro sobrepostas nas planícies suaves de Mercúrio são relatadas. A mediana d/D é 0,13, muito menor do que o esperado para crateras simples recém-formadas (

0,21). Em comparação, as crateras lunares posteriores aos maria são muito menos modificadas, e a cratera mediana na mesma faixa de tamanho tem um d/D proporção que é quase indistinguível do valor fresco. Esta diferença na degradação da cratera é notável, dado que as planícies suaves de Mercúrio e os mares lunares provavelmente têm idades que são comparáveis, se não idênticas. Aplicando um modelo de difusão topográfica, esses resultados implicam que a degradação da cratera é mais rápida por um fator de aproximadamente dois em Mercúrio do que na Lua, sugerindo uma evolução mais rápida da forma de terra em Mercúrio em todas as escalas.

Resumo em linguagem simples

Mercúrio e a Lua são corpos sem ar que passaram por vários eventos de impacto ao longo de bilhões de anos. Esses impactos formam crateras em um instante geológico. A questão examinada neste manuscrito é a velocidade com que essas crateras se erodem após sua formação. Para simplificar o problema, examinamos crateras de um tamanho específico (2,5 a 5 km de diâmetro) em um tipo de terreno geológico específico (planícies vulcânicas lisas) na Lua e em Mercúrio. Em seguida, medimos a topografia de centenas de crateras em ambos os corpos que atendiam a esses critérios. Nossos resultados sugerem que as crateras de Mercúrio se tornam mais rasas muito mais rapidamente do que as crateras da Lua. Estimamos que a topografia de Mercúrio sofre erosão a uma taxa pelo menos um fator de dois mais rápido que a da Lua.


NASA e cientistas internacionais descobriram uma enorme cratera de impacto de meteorito sob o gelo da Groenlândia

Na localização remota do noroeste da Groenlândia, uma equipe internacional de cientistas fez uma descoberta incrível, enterrada sob um quilômetro de gelo. É uma cratera de impacto de aproximadamente 300 metros de profundidade e 31 quilômetros de largura, muito maior do que Washington DC, ainda maior do que Paris, e é provavelmente uma das crateras de grande impacto mais jovens da Terra.

Os pesquisadores eram membros da equipe do Centro de Geogenética da Universidade de Copenhagen no Museu de História Natural da Dinamarca, incluindo um glaciologista da NASA. Eles trabalharam incansavelmente por três anos para validar sua descoberta. Eles usaram dados da NASA para fazer essa descoberta. Esta descoberta foi publicada no prestigioso Journal Science Advances. A propagação incessante da camada de gelo da Groenlândia cobriu a caixa, impedindo-a de ser vista por milhares de anos. Os cientistas dizem que ela estava essencialmente escondida à vista de todos.

Então, como sua presença foi finalmente revelada?

Tudo começou com uma rocha, um mapa e uma conexão feita por cientistas do Museu de História Natural de Copenhague. Todos os dias, os cientistas passam por um grande meteorito ferroso encontrado na Groenlândia há muitas décadas. Um dia, eles encontraram um novo mapa da topografia rochosa sob a camada de gelo, principalmente com base em dados de radar de penetração de gelo coletados a bordo da NASA e aeronaves P-3 # 8217s ao longo de duas décadas. Este mapa fica cada vez mais refinado, mas ainda há áreas abertas à interpretação, incluindo a borda visivelmente semicircular do manto de gelo, drenado pela geleira Hiawatha. Lá, os dados mostravam uma depressão circular no leito rochoso, próximo à região onde o meteorito do pátio havia sido encontrado.

Em maio de 2016, a equipe enviou o avião de pesquisa alemão Polar-6 para sobrevoar a geleira Hiawatha com um poderoso radar de penetração no gelo. Ondas de radar podem viajar pelo gelo, medindo sua espessura e estrutura interna. Estudando dados dessa pesquisa aerotransportada, os cientistas confirmaram a forma reveladora da tigela e os picos centrais abaixo da geleira Hiawatha.

Eles também descobriram que o gelo mais antigo nesta cratera era, na verdade, bastante jovem, para os padrões da Groenlândia, e havia sofrido uma grande perturbação em seu fluxo no final da última era do gelo.

A equipe, ao visitar a área a pé, e em sedimentos depositados por um rio que drena para fora da geleira, encontraram grãos do mineral quartzo que apresentavam sinais de choque físico devido a um grande impacto. Os modelos sugerem que o asteróide tinha mais de um quilômetro de largura.

A cratera Hiawatha é uma das 25 maiores crateras de impacto conhecidas presentes na Terra, e a primeira encontrada sob qualquer uma das camadas de gelo da Terra & # 8217s. Crucialmente, a cratera de impacto Hiawatha ainda se parece com uma cratera de impacto, embora esteja coberta por gelo e deva sofrer erosão rapidamente. & # 8220 A cratera está excepcionalmente bem preservada e isso é surpreendente porque o gelo da geleira é um agente erosivo incrivelmente eficiente que teria removido rapidamente os vestígios do impacto, & # 8221 disse Kurt Kjær, professor do Centro de Geo Genética no Museu de História Natural da Dinamarca e principal autor do estudo.

Geologicamente falando, os dados como um todo sugerem que é bastante recente. Mas não sabemos exatamente quando um asteróide acelerou em direção à Terra, através da atmosfera e na superfície do planeta no noroeste da Groenlândia. Provavelmente foi menos de 3 milhões de anos atrás. Mas pode ter sido tão recentemente quanto durante a última era glacial, de 12 a 115 mil anos atrás. O impacto também pode ter ocorrido quando o gelo já cobria a Groenlândia e teria instantaneamente vaporizado bilhões de toneladas de gelo e redirecionado o fluxo de gelo e água para o oceano. Sempre que o impacto aconteceu, a vida na Terra naquela época teria sido profundamente afetada.

É improvável que um impacto desse tamanho aconteça novamente em um futuro próximo, mas a evidência de que pode ter acontecido não há muito tempo, na história da Terra é essencial para avaliar o risco hoje. Este é o primeiro estudo da cratera de impacto Hiawatha, mas ainda contém muitos segredos esperando para serem descobertos. Vamos ver o que acontece.


A enorme lua de Júpiter, Ganimedes, pode ter a maior cicatriz de impacto do sistema solar

Os cientistas descobriram o que acreditam ser a maior cratera de impacto em todo o sistema solar, com cicatrizes cobrindo uma vasta porção da maior lua de Júpiter, Ganimedes.

Os cientistas por trás da nova pesquisa queriam revisitar as observações de uma série de missões anteriores da NASA que estudaram a enorme lua, que é maior do que Mercúrio, o menor planeta da nossa vizinhança. Em particular, eles ficaram intrigados com um conjunto de características apelidadas de sulcos, que aparecem em alguns dos terrenos mais antigos da lua.

Pesquisadores anteriores apontaram esses sulcos como evidência de um grande impacto poderoso o suficiente para deixar cicatrizes em todo um lado de Ganimedes. Mas, ao revisitar as estruturas, os cientistas por trás da nova pesquisa acreditam que isso é uma subestimação e que os sulcos representam um impacto tão grande que afeta a lua inteira.

Os pesquisadores começaram reunindo dados coletados pelo gêmeo da NASA Missões Voyager, que cada um passou pelo sistema de Júpiter em 1979, e pela NASA Missão Galileo, que passou oito anos entre o final dos anos 1990 e o início dos anos 2000 estudando o enorme planeta e seus vizinhos.

Os cientistas então reanalisaram as observações que cobriram o que é chamado de Terreno Escuro, que inclui as superfícies mais antigas de Ganimedes. Ao longo do Terreno Escuro, de acordo com a nova modelagem, todos os sulcos ondulam de um ponto - mesmo aqueles no lado oposto da lua.

Os pesquisadores sugerem que isso torna os sulcos indicadores de um evento de impacto que afetou toda Ganimedes, não apenas um hemisfério previamente identificado como remodelado em tal evento, embora a identificação positiva de um local de impacto exija mais do que anéis suspeitos.

Mas se a culpa fosse de um impacto, um asteróide bem grande - pelo menos 30 milhas (50 quilômetros) de diâmetro e possivelmente mais como 90 milhas (150 km) de diâmetro - poderia estar envolvido na colisão, deixando uma série de anéis e fraturas no alvo através da lua que, após milênios de processos geológicos, se tornaram os sulcos e valas que os cientistas vêem agora, de acordo com uma declaração sobre a nova pesquisa.

Se essa modelagem estiver correta, dizem os cientistas, eles encontraram a maior cicatriz de impacto no sistema solar, com um raio de 4.800 milhas (7.800 km) - que é um raio cerca de duas vezes o comprimento do rio Mississippi. O maior sistema de impacto conhecido atual, chamado de Cratera Valhalla e encontrado em outra lua de Júpiter, Calisto, empalidece em comparação, com um raio de 1.200 milhas (1.900 km).

Os cientistas por trás da nova pesquisa esperam que novos dados os ajudem a interpretar melhor os sulcos de Ganimedes e entender precisamente o que os formou. A Agência Espacial Europeia está trabalhando na construção de uma espaçonave chamada de Júpiter Icy Moons Explorer (SUCO), que pretende lançar em 2022. A missão terá como foco Ganimedes, Calisto e Europa, chegando ao bairro em 2029 e lá operando há pelo menos três anos.

A pesquisa é descrito em um estudo publicado em 15 de julho na revista Icarus.


Cratera de impacto degradada maciça em Mercúrio - evidência química? - Astronomia

A maioria dos criacionistas da "terra jovem" (doravante abreviados YECs) afirmam que a terra e todas as formas de vida foram criadas sobrenaturalmente durante uma semana de criação literal há cerca de 6.000 anos atrás. Cientistas convencionais apresentaram inúmeras linhas de evidências contra o YECismo e em apoio a uma Terra de aproximadamente 4,6 bilhões de anos. No entanto, um argumento não comumente tratado diz respeito aos impactos de meteoritos e suas implicações para a história da Terra. As evidências indicam que a Terra, como outros corpos em nosso sistema solar, sofreu um grande número de impactos durante sua história, incluindo muitos impactos ambientais, que não podem ser conciliados com um cronograma YEC.

Cratera Barringer em AZ, aprox. 1,2 km (4000 pés) de largura.

O YECismo tem várias dificuldades sérias quando se trata de astronomia e cosmologia. Um diz respeito à luz das estrelas distantes e ao fato de que muitas estrelas estão a bilhões de anos-luz de distância, o que implica que elas têm bilhões de anos. As propostas do YEC de que Deus pode ter criado a luz das estrelas a caminho da Terra são complicadas pelo fato de que essa luz muitas vezes contém eventos como antigas explosões de supernovas embutidas nelas. Até mesmo muitos YECs se sentem desconfortáveis ​​com a ideia de que Deus criaria eventos que mostram luz que nunca realmente aconteceram, pois isso pareceria tornar Deus caprichoso na melhor das hipóteses, e enganoso na pior. Ao mesmo tempo, muitos YECs argumentaram que a quantidade de poeira meteorítica na lua era evidência de um sistema solar jovem. No entanto, o argumento mostrou-se seriamente falho (Dalrymple, 1984), e desde então foi reconhecido pelos trabalhadores do YEC (Snelling e Rush, 1993). Na verdade, quando as evidências das taxas de influxo de poeira são examinadas de perto, elas fornecem mais suporte para as idades geológicas convencionais (Stear, 2005).

Outro problema, que recebeu consideravelmente menos atenção dos YECs e dos críticos, diz respeito às crateras de meteoritos. Todos os planetas e luas de nosso sistema solar com superfícies sólidas apresentam cicatrizes extensas de milhões de impactos de meteoritos. A maior parte do bombardeio ocorreu durante o "Late Heavy Bombardment", cerca de 4 bilhões de anos atrás, antes que existisse vida na Terra (Whitehouse, 2004). No entanto, independentemente do tempo preciso ou do número de impactos, as evidências dos corpos com muitas crateras em nosso sistema solar fornecem evidências convincentes de que a Terra sofreu bombardeios massivos semelhantes. Também há evidências geológicas (remanescentes reais de crateras e / ou material meteorítico) para dezenas de impactos significativos durante a era Fanerozóica (depois que a vida foi estabelecida na Terra). Alguns deles teriam causado severa devastação ecológica. O mais conhecido é um impacto no final do período Cretáceo (Sharpton, 1995), amplamente considerado por ter tido um papel importante na extinção de dinossauros não aviários e muitos outros grupos de animais. A cratera Chicxulub na Península de Yucat n, no México, foi implicada neste aspecto. A cratera tem cerca de 160 km de largura e, calcula-se, foi feita por um meteorito com aproximadamente 10 - 15 km de largura.

Alguns cientistas também acreditam que os impactos dos bólidos podem ter causado ou contribuído para outras extinções em massa, incluindo uma devastadora no final do período Permiano, quando mais de 90% das espécies oceânicas e cerca de 70% dos vertebrados terrestres foram extintos. Embora outros fatores possam ter contribuído para esses episódios de extinção, os cientistas estão encontrando evidências crescentes de correlação com grandes impactos de bólidos e seus efeitos (Britt, 2006 Mory, 2000) Sellah, 2006).

Essa evidência de bombardeio massivo cria sérios problemas para o ponto de vista do YEC, já que deve ser negado (o que poucos tentaram fazer) ou de alguma forma amontoado em um período de 10.000 anos ou menos, sem exterminar humanos e muitas outras criaturas.

Uma das primeiras tentativas de lidar com a evidência da cratera foi feita pelo "pai do criacionismo moderno", Henry M. Morris, que sugeriu que as crateras vistas na lua e em Marte podem representar cicatrizes de uma guerra cósmica entre anjos e Satanás (Morris , 1972 Spears, 2006). Embora não explicado, talvez Morris acreditasse que Deus protegeu a Terra durante esta conflagração celestial. Também não ficou claro se Morris imaginou as crateras sendo feitas por anjos e demônios se chocando contra planetas e luas (apesar de serem seres espirituais), ou porque eles usaram rochas espaciais gigantes como suas armas.

Nos últimos anos, a maioria dos YECs se distanciou sabiamente da proposta fantasiosa de Morris, mas ignorou amplamente o problema do bombardeio em si. Alguns YECs que abordaram o assunto sugeriram que a maioria dos impactos ocorreu durante um ou dois episódios de bombardeio principal durante a semana de criação e / ou o "ano do dilúvio". No entanto, isso só agrava o problema, permitindo ainda menos tempo para o bombardeio . No artigo "Uma Teoria de Crateras Baseada na Bíblia" no site "Answers in Genesis", Danny Faulkner argumenta que a maioria das crateras ocorreu durante a Semana da Criação ou o Dilúvio, afirmando:

No entanto, Faulkner parece negligenciar as implicações de tal bombardeio massivo dentro do período de tempo do YEC. Mais de 150 grandes crateras foram documentadas no registro geológico. Esta é, sem dúvida, uma pequena fração do número real, uma vez que a maioria teria sido obliterada pelo movimento tectônico e erosão, ou escondida sob sedimentos. Além das evidências de crateras e meteoritos no registro geológico, evidências químicas que suportam um bombardeio massivo inicial foram documentadas (Whitehouse, 2002). Também podemos ter uma boa ideia do número de impactos de meteoritos na Terra examinando os planetas em nosso sistema solar que em grande parte carecem dessa atividade geológica, como Mercúrio, Marte e Vênus, bem como a lua da Terra.

Apesar de ter uma área de superfície apenas cerca de 1/10 da superfície da Terra, nossa lua é coberta por milhões de crateras. Cerca de meio milhão têm diâmetros superiores a 1 km. O maior tem cerca de 360 ​​quilômetros (200 milhas) de largura e dezenas têm mais de 150 km de largura. On the moon, this evidently resulted in the formation of 1700 lunar craters 100 kilometers wide or larger, defacing about 80% of the moon's crust (Cohen, 2001). As Cohen notes: "The Earth would not have escaped a similar beating during this time." Indeed, factoring in the larger size of the earth and its greater gravitational field (which would more than offset atmospheric shielding for large meteoroids), computer models estimate that during the earth's history if would have experienced more than 22,000 craters over 12 miles across, 40 craters over 600 miles across, and several craters over 3100 miles across (Whitehouse, 2002).

Even if the earth received only as many impacts as the moon (less than one tenth the above figures, which is highly unlikely), if compressed into a "Flood year," that translates to dozens of major impacts per day. If further condensed into a "few days" as Faulkner suggests, the earth would have received several hundred major impacts each day, including many larger than the Chicxulub bolide. YECs must somehow explain how Noah and his cargo survived this incredible onslaught, despite the fact that even a tiny fraction of it would have wiped them out many times over, besides killing off most aquatic life as well. So far, none have offered any plausible scientific explanation.

It might be argued that impacts in deep water would be less destructive than those on land. However, even a few such impacts within a year or less would be devastating, as trillions of tons of debris (dust, gases and water vapor) would be thrown into the atmosphere when the object vaporized. This would likely result a prolonged period of darkened skies, significantly lower global temperatures, acid rain, and what has been called global "nuclear winter" conditions. The impact would also result in earthquakes, tremendously violent winds, and immense tidal waves, thoroughly engulfing and destroying any Ark. Even a single 10 km wide meteorite (roughly the size of the one which formed the Chicxulub crater), would create tsunamis several hundred meters high (Strobel, 2006). Imagine thousands of such impacts, plus even larger ones, all occurring within a year or less.

YECs already have difficulty explaining how millions of aquatic species--including many sensitive to specific ecological conditions, including narrow ranges of temperature, salinity, acidity, turbidity--survived a violent global Flood. Adding the implications of massive meteorite bombardment further undermines the plausibility of their model.

Perhaps realizing these difficulties, some YECs have proposed that virtually all of the impacts occurred during the "creation week." However, this entails other major problems, including:

1. The Biblical description of the garden of Eden and God's declaration that the creation was "very good" hardly seem consistent with the idea that massive bolide bombardment was taking place during this time.

2. One might propose that all the bombardment took place the same 24 hour day the moon was created (day 4), before life forms were created on days 5 and 6. However, not only does a lot of evidence indicates that the bombardment occurred over a far longer period of time, but conditions hardly have been favorable for life the next day--let alone compatible with the Bible's depiction of idyllic conditions. Indeed, the entire earth would be a barren and smoldering inferno for some time to come.

3. Evidence of large craters occurs in different parts of the geologic record on Earth, including Paleozoic and Cenozoic strata, which most creationists interpret these not as creation-week rocks, but as Flood or post-Flood deposits.

4. Many craters on the moon and other bodies in our solar system show evidence of impacts over a significant period of time many are overlapped and subdued by volcanic activity (Herres and Hartmann, 2004). Radiometric dates on lunar samples support the great age of the impacts and their formation over millions of years--certainly not within a literal earth week.

Ironically, some creationists have tried to use meteorite evidence as an argument for a young earth, based on the supposed rarity of meteorites in the fossil record (Stevenson, 1975). However, the argument is entirely groundless, as it ignores the following:

1. The various physical processes (erosion, burial) which can reduce and obscure evidence of impacts in the geologic record (Thompson, 2005).

2. Despite these destructive processes, many craters, meteorites, and chemical remains of bolides have been documented in the geologic record (Matson, 1994 Thompson, 2006).

3. The abundant evidence from the moon, Mars, and other bodies in our solar system clearly indicates massive numbers of impacts.

Among the few YECs who have even tried to address some of these issues is Walter Brown, a mechanical engineer who has proposed a "hydroplate" Flood model. He argues that all comets, meteoroids, and asteroids (and even the material composing the moon itself) originated from the earth itself. when continental plates covering a large reservoir of subterranean waters collapsed, ejecting massive quantities of earthly rocks into outer space (Brown, 2008). However, even most creationists question or reject his model. It not only conflicts dramatically with other Flood models, but has been shown to be thoroughly untenable in regards to the mechanics involved, and the massive and lethal amounts of heat that would be generated. Like all YEC Flood models, it also severely contradicts extensive geologic and paleontological evidence (Jellison, 2009 Morton, 2003b, Kuban, 2012).

More recently, Danny Faulkner (2014) revisited the crater problem from a YEC perspective. Similar to his earlier writings on the subject, Faulkner acknowledged that many bodies in our solar system have been subjected to massive cratering. However, unlike his previous model that suggested this occurred during the Flood year and/or during the "Creation Week" or part of it, this time he suggests most took place on a single day ("Day Four" of creation), and that by God's direction the Earth was spared most or all of this bombardment. Unfortunately, the new model still suffers from serious problems, including the lack of positive scientific evidence, and conflicts with observable evidence, such as the complex pattern of craters and overlapping volcanic flows on many bodies (requiring far more than a day's time), and the previously discussed geologic evidence that the earth has received scores of major impacts during its history. As a fall-back position Faulkner also suggests that cratering (whether on the Earth or other solar system bodies) does not conflict with God's declaration that the Creation was "very good" on the grounds that he may have been using the term in a moral rather than physical sense (ignoring the fact that this contradicts what most YECs have been saying for decades).

Conclusão

Reconhecimentos

Referências

Britt, Robert Roy, 2006, Giant Crater Found: Tied to Worst Mass Extinction Ever. Space.com article at: http://www.space.com/scienceastronomy/060601_big_crater.html

Brown, Walter T., 2008. In the Beginning: Compelling Evidence for Creation and the Flood , 8th Edition. Website at: http://www.creationscience.com/onlinebook/index.html

Cohen, Barbara, 2001. Lunar Meteorites and the Lunar Cataclysm. University of Tennessee web article at: http://www.psrd.hawaii.edu/Jan01/lunarCataclysm.html

Dalrymple, G. Brent, 1984. "How Old Is the Earth? A Reply to 'Scientific Creationism'", in Proceedings of the 63rd Annual Meeting of the Pacific Division, AAAS Volume 1, Part 3, California, AAAS. pp. 66-131. http://www.talkorigins.org/faqs/dalrymple/how_old_earth.html

Faulkner, Danny, 1999, A Biblically-Based Cratering Theory. Web article at: http:// Originally published in Journal of Creation 13 (1) April 1999, pp. 100-104.

Faulkner, Danny, 2014, Answers Research Journal, 7, 11-25. Interpreting Craters in Terms of the Day Four Cratering Hypothesis. Web version at: http://www.answersingenesis.org/articles/arj/v7/n1/interpreting-craters

Herres, Gregg, and William K. Hartmann, 2004. Web article at: http://www.psi.edu/projects/mgs/cratering.html

Kuban, Glen J. 2012, Critique of Walter Brown's Hydroplate Model. Web article at: http://paleo.cc/ce/wbrown.htm

Morton, Glenn, 2003, Walter Brown's Hydroplate Model. Web article at: http://home.entouch.net/dmd/hydroplate.htm.

Matson, Dave E. 1994, "How Good are those Young Earth Arguments?" Web article at: http://www.kent-hovind.com/matson/1proofs.htm#3

Morton, Glenn. 2003a. "Meteor Craters and the Flood Year." Web article at: http://home.entouch.net/dmd/meteors.htm

Morton, Glenn, 2003b, Walter Brown's Hydroplate Model. Website article at: http://home.entouch.net/dmd/hydroplate.htm.

Morris, Henry M. 1972, The Remarkable Birth of Planet Earth .

Mory, Arthur J. et al, "Woodleigh, Carnarvon Basin, Western Australia: a New 120 Km Diameter Impact Structure," Earth and Planetary Science Letters 177(2000):119-128, p. 127. *

Salleh, Anna, Killer crater may have spawned Australia, ABC Science Online article at: http://www.abc.net.au/science/news/stories/s1654155.htm

Snelling, Andrew A. and David E Rush. 1993. Moon dust and the age of the solar system. Technical Journal. Vol 7, NO. 1, p/ 2-42. Web version at: http://www.answersingenesis.org/tj/v7/i1/moondust.asp

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Stear, John, 2005. A dusty Young Earth Argument Backfires. Web article at: http://www.geocities.com/earthhistory/idp.htm?200620

Steveson, Peter A. "Meteoric Evidence or a Young Earth," Creation Research Quarterly, Vol. 12, June, 1975, pp. 23-25.

Strobel, Nick, 2006, web article "Effects of an Asteroid Impact on Earth" at: http://www.astronomynotes.com/solfluf/s5.htm

Tompson, Tim. 2006. Meteorite Dust and the Age of the Earth. Web article at: http://www.talkorigins.org/faqs/moon-dust.html

Web article at University of Tennessee Dept of Physics and Astronomy website: http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/meteors/impacts.html

Sharpton, Virgil L. 1995, Chicxulub Impact Crater Provides Clues to Earth's History, Earth in Space, Vol. 8, No. 4, December 1995, p. 7.


The Great Wave that Brought Water to Mercury

The impact that formed Mercury’s spectacular 100-km (62-mile) wide Hokusai crater, named after the famous Japanese artist, who created the Great Wave off Kanagawa, could have delivered the billions of tonnes of water ice stored at its poles. That’s according to a new study, which could also help explain why, despite superficial similarities, our Moon seems so dry in comparison to the first rock from the Sun.

This mosaic of images from the MDIS Narrow Angle Camera on NASA’s MESSENGER spacecraft shows the impact crater Hokusai, located on Mercury at a latitude of 58°N. The crater has an impressive system of rays, which extend as much as a thousand kilometers (more than 600 miles) across the planet and are the longest that have yet been identified on Mercury. Image credit: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington.

Mercury, the Solar System’s innermost resident is a mostly dull grey, heavily cratered world of rocky rubble and organic dust scorched by day time temperatures of up to 430 degrees Celsius (800 degrees Fahrenheit).

However, in the last 10 years evidence from Earth-based radar and NASA’s MESSENGER spacecraft suggested something more interesting, if perhaps counterintuitive, can be found at its poles — billions of tonnes of water ice. Just last month, the BepiColombo mission will return to map these areas in more detail.

Such contrasting environments on a planet, not much bigger than our Moon might seem unlikely. However, the axis on which Mercury spins runs almost straight up and down. This leaves pockets inside craters at the poles which the Sun’s rays never reach.

With no significant atmosphere to retain and distribute heat, these areas of permanent shadow act as cold traps for water molecules.

Interestingly, our Moon also has permanently shadowed craters at its poles, though investigations to look for water have provided only tantalising hints but nothing more.

“On Mercury the signals are like wow — that is water!” says Carolyn Ernst, a planetary scientist at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. “The difference between Mercury and the Moon needs to be explained.”

Forming in such a hot part of the Solar System with very little water around, exogenic models which deliver the water later appear more likely. And there are a few options.

Micro-meteorites are tiny but they are continuously landing on all the planets, and over billions of years could provide sufficient water.

Alternatively, you could have a single, water-bearing impactor — a comet or a very hydrous asteroid. Whilst on impact, a lot of the water will vaporise and escape, some would remain, and a fraction of that could reach the cold traps, either travelling through a temporary, thin water-based atmosphere created by the impact, or by ‘hopping’ there overtime.

Thirdly, you could have a bit of both — a multiple impact scenario with a mixture of large impactors and micrometeorite contributors.

A clue to the most likely scenario came from MESSENGER’s images of those shadowy pockets, which revealed strikingly sharp albedo boundaries between reflective, mostly pure water ice and dull regolith. There was not much evidence of mixing.

“If that [ice] is sitting there for a long time, bombardment by little meteorites should garden the surface, making the boundary more diffuse,” says Ernst.

That points to a single recent deposition millions, rather than billions, of years ago.

Ernst decided to search for a smoking gun.

With current estimates based on neutron spectrometer data of anywhere between 10 billion and 1 trillion tonnes of Mercurian water ice, if one single impact was the source, it had to have been a major impact event.

Whilst there are several large craters on the planet’s surface, one in particular is speculator.

Hokusai is just under 100 km in diameter with a horseshoe-shaped central peak and rays of ejecta that encircle much of the northern hemisphere.

The lack of superposed younger impacts makes it ones of Mercury freshest, with the latest predictions suggesting an age of less than 300 million years.

Named by John Harmon, a radio astronomer who authored or co-authored many of the Earth-based radar results for Mercury, Ernst doesn’t see any indication the name was a subtle, cryptic suggestion of the possible events surrounding its formation.

“I believe he just liked the artist. Cool coincidence that it’s a candidate water-bringer,” she says.

In a paper published in the Journal of Geophysical Research: Planets, Ernst and her colleagues asked if the Hokusai impact really does measured up to the challenge. However, they faced several unknowns.

What was the impactor made out of? How fast was it travelling and at what angle did it arrive?

Searching for clues in those beautiful rays, they mapped their distribution, before honing in on the crater itself to get an overall understanding of the angle of approach required to account for this distribution of ejected material.

Their analysis revealed rays extending 7,000 km (4,350 miles) from the crater centre, with the largest concentration toward the southwest.

Closer in they found more evidence of an asymmetrical distribution, with the least extensive deposits to the east.

With the level of asymmetry directly linked to the angle of approach, an oblique (but not too oblique) angle of around 30-40 degrees was deemed most likely.

Unfortunately, the velocity of the incoming object proved more tricky to nail down.

Whilst space rocks approach Earth at a fairly consistent 20 km/s (12 miles per second), Mercurian impactors arrive at a much wider range of speeds, due in part to the high eccentricity of the planet’s orbit, and the gravitational influence of the Sun, which can speed up incoming objects significantly, given the right orbital alignments.

Without a narrower fix on the incoming speed, a range of objects could account for Hokusai’s crater and ray pattern, including small and relatively dry rocky asteroids, or more encouragingly, much larger, water rich comets. These were shown to be able to account for the observed icy pole composition, even when you added in standard figures for the % lost through impact or during migration.

A 30 km/s (19 miles per second) approach speed limit proved key. Any faster and not only does the size or water ice component of the projectile decrease in order to produce the same size crater, but the mass of water retained post-impact also drops off steeply.

Around a quarter to a third of the Mercury’s impacts arrive at speeds less than this critical value, however that figure is lower for the generally faster moving comets. Ernst though is still positive.

“This could just mean it [the comet] was coming in the same direction as the planet is spinning,” she says.

So-called prograde objects catch up with their eventual targets, with the relative speed of the impact reduced by the fact that planet is spinning in the same direction.

“Just because something is less likely doesn’t mean we should discount it,” she argues.

In fact, the rarity of such an event may actually be useful when we compare Mercury to the Moon.

“The Moon has likely experienced large planet altering impact events in the past, but perhaps nowhere near as recently. The more we understand the water at the poles of Mercury and how it got there, the more we understand how it got anywhere in the Solar System, and this has implications for Earth and us.”

“This [paper] takes us a step closer to addressing two compelling mysteries with broad implications for our understanding of the evolution of the inner Solar System — where Mercury’s water ice came from, and why the poles of Mercury and the Moon appear so different,” says Parvathy Prem, an expert in comet impacts and lunar water, who also works at the Johns Hopkins Applied Physics Lab but wasn’t involved in this paper.

“It verifies that the idea that impact-delivery of Mercury’s polar deposits holds water.”

Further confirmation may come from the BepiColombo mission as it fills gaps left by MESSENGER, whose highly elliptical orbit meant it never got close enough for high resolution mapping of the south pole.

Comparing any differences in water ice build-up and proximity of potential impact sites between the two poles might add more weight to the impact delivery theory.

This is work is important. The odds are we will land a craft at the poles of the Moon before we do on Mercury, and lunar water is an essential component of planned Moon bases and permanent habitation of our orbiting companion. Understanding where water ice resides on Mercury will inform these lunar explorations.

“Are you going to find it in giant chucks, buried under the surface, or in some small parts per million, in each bucket of regolith? The answers might lie at Mercury poles,” says Ernst.

Carolyn M. Ernst et al. Examining the Potential Contribution of the Hokusai Impact to Water Ice on Mercury. Journal of Geophysical Research: Planets, published online September 1, 2018 doi: 10.1029/2018JE005552


“Moon Anomaly” –Massive Blob Detected Buried Under Solar System’s Largest Impact Crater

On Jan. 3, 2019, the Chinese spacecraft Chang’e 4 (above) safely landed on the Far Side floor of the Moon’s Von Kármán crater, naming the site, “Milky Way Base.” Located within an even larger four-billion-year-old impact crater known as the South Pole–Aitken basin roughly 2,500 kilometers in diameter and 13 kilometers deep –the largest impact crater in the Solar System –it now appears that the “Milky Way Base” sits atop of an abnormally massive blob buried deep below.

The lunar feature, with a mass five times the size of Hawaii’s Big Island, was discovered by researchers using data from NASA’s 2011 Gravity Recovery and Interior Laboratory, or GRAIL, mission and mapping information from the Lunar Reconnaissance Orbiter. By combining both datasets, researchers found that the abnormal mass is located 180 miles underneath the South Pole-Aitken basin. The exact reason why this anomaly exists in unclear, according to a new study in the journal Geophysical Research Letters.

The mysterious large mass may contain metal from an asteroid that crashed into the Moon and formed the crater, according to a Baylor University study. The dense mass — “whatever it is, wherever it came from” — is weighing the basin floor downward by more than half a mile, said lead author Peter B. James at Baylor University who has served on the science team of NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) and the Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).

James called the basin “one of the best natural laboratories for studying catastrophic impact events, an ancient process that shaped all of the rocky planets and moons we see today.”

“Imagine taking a pile of metal five times larger than the Big Island of Hawaii and burying it underground. That’s roughly how much unexpected mass we detected,” said James who specializes in the use of spacecraft data to study the crusts and mantles of planets and moons in our solar system.

The false-color graphic below shows the topography of the far side of the Moon. The warmer colors indicate high topography and the bluer colors indicate low topography. (NASA/Goddard Space Flight Center/University of Arizona) The South Pole-Aitken (SPA) basin is shown by the shades of blue. The dashed circle shows the location of the mass anomaly under the basin.

The oval-shaped crater, as wide as 2,000 kilometers, was formed when some large space rock with a heavy metal core smashed into the lunar surface billions of years ago, says Maya Wei-Haas at National Geographic. When that happened, the asteroid drilled through layers of the moon’s crust while losing mass of its own. Molten rock partially refilled the impact area, melting chunks of the asteroid’s busted metal core along the way.

Providing more evidence for this theory, there appears to be what’s called a central depression on the basin’s floor that is about half a mile deeper than the rest of the crater, suggesting that something beneath it has enough gravitational pull to tug the area inward.

To measure subtle changes in the strength of gravity around the Moon, researchers analyzed data from spacecrafts used for the NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission.

“When we combined that with lunar topography data from the Lunar Reconnaissance Orbiter, we discovered the unexpectedly large amount of mass hundreds of miles underneath the South Pole-Aitken basin,” said lead author Peter B. James, Ph.D., assistant professor of planetary geophysics in Baylor’s College of Arts & Sciences. “One of the explanations of this extra mass is that the metal from the asteroid that formed this crater is still embedded in the Moon’s mantle.”

“We did the math and showed that a sufficiently dispersed core of the asteroid that made the impact could remain suspended in the Moon’s mantle until the present day, rather than sinking to the Moon’s core,” James aded.

Another possibility is that the large mass might be a concentration of dense oxides associated with the last stage of lunar magma ocean solidification.

James said that the South Pole-Aitken basin is the largest preserved crater in the solar system. While larger impacts may have occurred throughout the solar system, including on Earth, most traces of those have been lost.

Last month, researchers released data showing that China’s Chang’e-4 mission, which explored part of the basin in January, may have found rocks from the moon’s mantle on the surface, which could provide scientists new insights into the processes that formed the moon.

The research was supported through the NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) science team. The study — ”Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin” — is published in the journal Geophysical Research Letters.


Massive degraded impact crater on Mercury - chemical evidence? - Astronomia

Terrestrial planets have hard surfaces that can be re-shaped by several different processes: impact cratering, volcanism, erosion, and tectonics.

Impact Cratering

There are still small chunks of rock orbiting the Sun left over from the formation of the solar system. Some of them have orbits that cross the orbits of the planets and moons. When they get close enough to a planet or moon, they will be pulled in by the large body's gravity and strike the surface at a speed of at least the escape velocity of the planet or moon, i.e., faster than a bullet. At such speeds, the projectile explodes on impact and carves out a round bowl-shaped depression on the surface. This process is impact cratering. How can you distinguish an impact crater from a volcanic crater?

Volcano craters are above the surrounding area on mountaintops while the craters from impacts are below the surrounding area with raised rims. The craters on all of the moons except Io, Mercury, and most of the ones on Mars are from impacts. The kinetic energy of the impacting meteorite or asteroid is converted into heat, sound, and mechanical energy---the projectile explodes on impact. The explosion is what carves out the crater so almost all craters are round (otherwise the great majority would be oblong in shape). See the "Not Round" page from the THEMIS site for what can make an impact crater not round (links will appear in a new window).

The rock on the surface of the planet or moon is bent backward, upward, and outward so the amount of material ejected is much larger than the projectile. Large craters will have a central peak formed by the rock beneath the impact point rebounding upward and they may also have terracing of the inner walls of the crater from the collapsing of the crater rim inward. The size of the craters having central peaks depends on the gravity of the planet or moon: on the Moon craters larger than about 60 kilometers in diameter have central peaks while the crater diameter on the Earth needs to be larger than just 1 to 3 kilometers.

Impact cratering was especially prevalent for the first several hundred million years after the planets formed as the planets swept up left-over material. The last stage of that "sweeping up", called the late heavy bombardment, occurred from about 4.1 to 3.8 billion years ago. Impacts as large as the one that led to the demise of the dinosaurs in much more recent history were happening about once a month. Most of the impact basins---craters measured in hundreds of kilometers---were made during this time. It is noteworthy that about the time the heavy bombardment ended, life took hold. The oldest fossil evidence of ancient organisms dates back to 3.5 billion years ago and evidence for biological activity based on isotopic ratios of carbon may date back to about 3.85, even up to 4.2 billion years ago, though the carbon isotope ratio evidence is controversial.

The number of craters per unit area on a surface can be used to determine an approximate age for the planet or moon surface if there is no erosion. The longer the surface has been exposed to space, the more craters it will have. If you know how frequently craters of a given size are created on a planet or moon, you can just count up the number of craters per unit area. This assumes, of course, that the cratering rate has been fairly constant for the last few billion years. The heavy bombardment of about 3.8 billion years ago must be taken into account when using the crater age dating technique. For example, the highland regions on the Moon have ten times the number of craters as the maria, but radioactive dating (explained in the next chapter) shows that the highlands are approximately 500 million years older than the maria, not ten times older. At a minimum, crater-age dating can tell you the relativo ages of surfaces (which surface is older than another). Careful studies of how the craters overlap other craters and other features can be used to develop a history or sequence of the bombardment on the moons and planets.

Another technique developed recently for dating craters on the Moon uses the fact that younger craters have more large rocks on their surface than older craters (micrometeorite impacts grind down rocks over long periods of time) and larger rocks take more time to cool off during the night. Therefore, younger craters will take longer to cool off at night than older rocks. This technique works for craters that are up to about a billion years old. A study announced in 2019 using this new technique found that the rate of asteroid impacts on the Moon increased by about 2.6 times starting about 290 million years ago and a careful analysis of craters on specially-chosen places on Earth with little erosion in the past 650 million years showed the same increase. We don't know yet what caused the increase in the impact rate.

The first frame of a 3D movie flyover of Tycho Crater on the Moon as seen by Kaguya. Tycho is 85 kilometers wide. It displays the classic terraced crater walls and central peak of a complex crater. Select the image to go to the Selene website for a great flyover of the crater. LPI website with movie link

Victoria Crater on Mars as seen by the Mars Reconnaissance Orbiter. Victoria is 800 meters in diameter. It is a simple crater that has been partially filled in with sand---note the sand dunes on its floor. If you download the full-resolution version of this picture from the link on the picture, you will be able to see the rover, Opportunity next to the top left crater rim.

Cunitz Crater is the 48.5-km diameter crater in the foreground of this 3D perspective view of Eistla Regio on Venus as seen by Magellan. In the distance is the 3-km high volcano Gula Mons.

Volcanism

Volcanism is any eruption of molten lava onto the surface. The molten rock has a lower density than solid rock so it rises. Also the pressure from the surrounding solid rock squeezes the molten rock upward. Molten rock contains trapped gases that expand as it rises causing it to rise even faster. The structures that result from erupting lava depend on the thickness and density of the lava.

Very thick, low-density lava can make steep-sided stratovolcanoes (also called composite volcanoes) like the Cascade volcanoes in Oregon and Washington and Mt Fuji in Japan. The lava does not flow as far as the other two types, so their diameters are not as great as the other types. They are common on the Earth. The "pancake domes" on Venus may be considered a type of stratovolcano but their shapes are much more cylindrical without a peak.


Mt Shasta is near the southern end of the Cascade Range of volcanoes.


Mauna Loa is a shield volcano on the Island of Hawaii. It is the largest volcano on the Earth. Note the much gentler slope than what Mt Shasta has. This picture was taken from a much greater distance than the Mt Shasta picture above.

If the lava is made of thinner, higher density material called basalt, the volcanoes will be much wider in diameter. Thicker basalt will make shield volcanoes like the Hawaiian volcanoes, Sif Mons on Venus, and Olympus Mons on Mars. These types of volcanoes are found throughout the solar system. Besides being very wide in diameter, shield volcanoes can also be very tall---from its base below the ocean surface to its peak, Mauna Kea and Mauna Loa are taller than Mt Everest. Olympus Mons is about three times taller than Mt Everest (24 km above the surrounding plains) and would cover up most of Texas (about 600 km in diameter).

Medicine Lake Volcano profile along the horizon line (has several vents along its side to make the knobby appearance).

Although the stratovolcanoes (composite volcanoes) in the Cascade volcanic arc get most of the attention because of their vertical height and spectacular appearance, shield volcanoes make up the great majority of the volume of the Cascade volcanic arc. The image below compares Mt Shasta with Medicine Lake Volcano. Both volcanoes in northern California are part of the Cascade volcanic arc. (Models are in the exhibits at Lava Beds National Monument.) Many other shield volcanoes are smaller than Mt Shasta.

The thinnest, runniest basalt will make lava plains that can re-shape the surface by covering up things. Lava plains are found here and elsewhere in the solar system. For example, large lava flows covered up most of modern-day eastern Washington and northeastern Oregon with a layer more than 1.5 kilometers thick. The dark mare on the Moon are basalt lava plains that filled in giant impact basins approximately 3.5 billion years ago. Mercury has lava plains that formed after the late heavy bombardment when it was still geologically active. Much of Venus is covered in lava plains.

Volcanism also adds gases to a planet's atmosphere either explosively during a volcanic eruption such as Mt St Helens in Washington or Mt Pinatubo in the Philippines, or more quietly as in the volcanic vents in Hawaii and Yellowstone in Wyoming (Yellowstone pictures link). This outgassing is what created the terrestrial planets current atmospheres (Earth's has undergone further significant processing through the action of life). See the Smithsonian Institution's Global Volcanism Program website for more about the Earth's volcanoes.

Erosion

Erosion is the breaking down or building up of geological structures and transporting of material (rock for our purposes here) by ice, liquid, or wind. Water ice in the form of glaciers carves out bowl-shaped valleys such as Yosemite in California and those in Glacier National Park in Montana. Glacial moraines form from gravel transported by glaciers. The gravel comes from the glacier scraping rock and it gathers along the side (lateral moraine) and front (terminal moraine) of the glacier. When these rivers of ice merge with other glaciers, one individual glacier's lateral moraine can merge with another glacier's lateral moraine to make a medial moraine. The result is a curvy striped pattern like that shown in the image below.

When the glacier recedes the gravel piles from the side and front of the glacier remain. One classic example is Wallowa Lake in the northeastern corner of Oregon. Liquid water on the Earth has carved through layer upon layer of rocks to produce such spectacular things as the Grand Canyon on Earth. Valleys carved by liquid water have much sharper V-shapes than glacial valleys. Erosion by liquid water on Mars in the past is responsible for river drainage channels but the sublimation of carbon dioxide on the walls of impact craters seems to cause rock and soil to flow downhill to make the gullies seen on crater walls as illustrated by this particularly sharp image taken of the side of Newton Crater by the Mars Global Surveyor. The crater rim is on the right and the crater floor is on the left.

On Titan, the largest moon of Saturn, liquid methane has carved features into the ground made of frozen water that are quite reminiscent of features on Earth. Below is a synthetic aperture radar image from Cassini of a canyon system on Titan. Fluids flowed from high plateaus on the right to lowland areas on the left. All of the tributaries suggest that methane rainfall is effectively eroding the surface. Liquid rock (lava) can also cause erosion---see the Mercury image in the volcanism section above for one nice example.

Wind picks up small sand particles on a planet's surface and strikes it against a hard surface to chip pieces of it away (to make more sand!). The winds can also shape hills of sand into sand dunes as seen on the Earth, Mars, and Titan. Image below links to originals (and much larger versions): Mars dunes -- Titan dunes.

The agents of erosion can, of course, work together. Water expands when it freezes so when it trickles into cracks in rocks and freezes during the winter, it can enlarge the cracks enough to separate the minerals from each other. (Plant roots do the same thing as well.) Liquid water from rainfall and snowmelt takes those minerals down to the oceans---a process which also helps to remove carbon dioxide from the atmosphere. Wind whittles away the exposed rock left behind and the result can be beautiful formations like Bryce Canyon in Utah.

Besides chipping away at mountains and other rises in the land bit by bit, erosion can also add to formations by depositing sediments when liquid slows down enough for the suspended sediments to sink to the stream or river bed such as the Mississippi River Delta and the Lena River Delta in Russia (shown below). Fossilized river deltas are seen on Mars.

Tectonics

Tectonics is any stretching or compression of the lithosphere. Usually tectonic activity is due to convection in the mantle below the lithosphere but it can occur when an especially massive landform such as a volcano makes the lithosphere under it buckle from its weight or a rising plume of extra hot material in the mantle pushes on the lithosphere overhead to make a bulge such as coronae features on Venus and possibly the Tharsis Bulge on Mars (though that one may be due to mantle convection long ago).

Aine Corona on Venus as seen by Magellan. Aine Corona is approximately 200 kilometers across. Just north of Aine is a 35-km diameter "pancake" dome feature made from extremely viscous (thick) lava. Another pancake dome is inside the western ring of the corona's fractures. Pancake domes are a type of volcanic structure seen only on Venus.

Tharsis Bulge side of Mars as seen by the Viking 1 orbiter shows the true "Grand Canyon" of the solar system, Valles Marineris, a huge fracture that probably formed as that side of Mars was raised up. Valles Marineris would stretch across the entire United States with a bit left over. To the west (left) are large shield volcanoes on Tharsis each about 25 kilometers high. Select the "Valles Marineris" link to the Mars Odyssey THEMIS website for an excellent flyover of Valles Marineris.

Mercury has high cliffs (as tall as 3 km) called "lobate scarps" that run for hundreds of kilometers that are probably the result of the shrinking of Mercury as it cooled from its formation. Recall that Mercury has the proportionally largest metallic core of the planets. As the metallic core cooled, it shrank and the mantle and brittle crust would have had to shrink too, crinkling in the process. The image below from MESSENGER's first flyby of Mercury indicates that the volcanic flows in Mercury's early history occurred while the crinkling was going on. The two smaller white top arrows point to a scarp that formed after the lava plain flow had filled in a number of the craters. The bottom three larger white arrows point to a possible older scarp against which the lava plain flow stopped. The black arrow points to a small crater that formed after the top lobate scarp. The image is from a NY Times article which in turn used images from the July 4, 2008 issue of Science. The filled in impact crater at center left (with the second small white arrow and black arrow) is about 100 km across. See NASA/JPL's Photojournal for more information about the wrinkle ridges inside the crater that formed when the lava plain flow solidified.

A special type of tectonic activity unique to Earth in our solar system is called "plate tectonics". It is the major agent of changing the Earth's surface and plays a key role in keeping the Earth habitable. It warrants its own section of discussion.


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