研究人员探索撞击怎样“闯入”一个新星球

Brandon Johnson 是撞击坑动力学专家,周围环绕着他最喜欢的一些研究对象:水星、火星和月球。 学分:普渡大学照片/Rebecca McElhoe

你击打的东西越用力——一个球、一个核桃、一个晶洞——它就越有可能破开。 或者,如果它没有破开,它更有可能至少失去一点结构完整性,就像新棒球手套在球员敲击它们以使其更柔软和更有弹性时所做的那样。 裂缝——巨大的或微小的——形成并默默地、永久地见证着撞击。

研究这些影响怎样影响行星体、小行星、卫星和其他太空岩石有助于行星科学家,包括普渡大学理学院地球、大气和行星科学系的副教授 Brandon Johnson 和博士后研究员 Sean Wiggins ,了解行星外地质,尤其是在哪里寻找珍贵的物质,包括水、冰,甚至潜在的微生物生命。

太阳系中的每一个固体都不断地受到大大小小的撞击的冲击。 即使在地球上,每个地点都受到至少三个大撞击的影响。 以月球为测试对象,约翰逊、威金斯和他们的团队着手量化撞击与行星孔隙度之间的关系。

研究人员使用了大量的月球重力数据和详细的模型,发现当大型物体撞击月球或任何其他行星体时,这种撞击会影响表面和结构,甚至距离撞击点很远并深入到行星或月球本身. 他们在《自然通讯》杂志上发表的新研究详细介绍了这一发现,解释了令科学家们困惑的月球上现有数据。

“美国宇航局的 GRAIL(重力恢复和内部实验室)任务测量了月球的重力,并表明月球地壳在非常深的深度是非常多孔的,”约翰逊说。 “我们没有描述月球是怎样变得如此多孔的。这是第一项真正表明大撞击能够破坏月球地壳并引入这种多孔性的工作。”


月球的东方海是一个大约有 39 亿年历史、直径近 1000 公里的陨石坑。 它是造成月球地壳大部分孔隙度的几个大型盆地之一。 信用:美国国家航空航天局

了解行星和卫星断裂的位置以及原因,可以帮助指导太空探索,并告诉科学家寻找生命的最佳地点可能在哪里。 任何有岩石、水和空气相遇并相互作用的地方,都有可能存在生命。

“有很多令人兴奋的事情,”威金斯说。 “我们的数据解释了一个谜。这项研究对早期地球和火星都有影响。如果当时存在生命,那么这些间歇性的巨大影响将使地球消毒并蒸发海洋。但如果你有生命可以生存在几百英尺甚至几英里深的孔隙和空隙中,它本可以幸存下来。它们本可以提供这些避难所,让生命可以躲避这些撞击。

“这些发现在指导未来火星或其他地方的任务方面具有很大的潜力。它可以帮助直接搜索,告诉我们去哪里寻找。”