science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe ziet Ceres op aarde eruit?

Links:Hlíðarfjall-koepel, IJsland. Rechts:Ahuna Mons op Ceres. Krediet:Hansueli Krapf/Creative Commons/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Met zijn donkere, zwaar bekraterd oppervlak onderbroken door prikkelende heldere vlekken, Ceres herinnert je op het eerste gezicht misschien niet aan onze thuisplaneet Aarde. De dwergplaneet, die om de zon draait in de uitgestrekte asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, is ook veel kleiner dan de aarde (zowel in massa als in diameter). Met zijn ijskoude temperatuur en gebrek aan atmosfeer, we zijn er vrij zeker van dat Ceres het leven zoals we het kennen niet kan ondersteunen.

Maar deze twee lichamen, Ceres en aarde, gevormd uit soortgelijke materialen in ons zonnestelsel. En, na het doorzoeken van duizenden afbeeldingen van NASA's Dawn-ruimtevaartuig, die sinds 2015 in een baan om Ceres draait wetenschappers hebben veel kenmerken op Ceres gezien die lijken op formaties die ze op aarde hebben gezien.

Door naar vergelijkbare kenmerken op verschillende lichamen te kijken - wat wetenschappers 'analogen' noemen - kunnen we meer leren over de oorsprong en evolutie van deze lichamen in de loop van de tijd. Bekijk deze opvallende kenmerken van Ceres, en kijk of je een van hun aardse neven herkent!

Occatorkrater op Ceres, met zijn centrale lichte gebied genaamd Cerealia Facula. Krediet:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Op Ceres:Occator-krater

Toen Dawn begin 2015 Ceres naderde, twee mysterieuze glimmende bakens vielen op in afbeeldingen:de "lichtpuntjes" van Occator Crater. Toen het ruimtevaartuig in banen dichter bij Ceres draaide, afbeeldingen met een hogere resolutie lieten zien dat er niet slechts twee plekken zijn, maar veel. Het centrum van Occator bevat een helder, 2, 1000 voet hoge (500 meter hoge) koepel genaamd de Cerealia Dome, die is bedekt met helder materiaal. Het heldere materiaal bovenop de koepel wordt de Cerealia Facula genoemd. Een verzameling kleinere heldere regio's genaamd Vinalia Faculae is geclusterd aan de oostelijke kant van de kraterbodem.

Dankzij de observaties van Dawn, wetenschappers denken dat het heldere materiaal is gemaakt van natriumcarbonaat en minerale zouten. Bovendien, Dawn-wetenschappers denken dat de Cerealia-koepel gevormd is uit zilte vloeistof of papperig ijs dat van onder het oppervlak opstijgt - wat we "hydrothermische" activiteit noemen - omdat het warmte (thermisch) en water (hydro) omvat.

Wetenschappers hebben twee theorieën over hoe deze hydrothermische activiteit plaatsvond:ofwel de hitte van de impact die de krater vormde, zorgde ervoor dat zilte vloeistof of papperig ijs op het oppervlak omhoogduwde - zo veel dat het eruit sprong - of als alternatief, de hitte van de impact zou de activiteit kunnen hebben versterkt die verband houdt met reeds bestaande vloeistofreservoirs net onder het oppervlak.

Ibyuk, een voorbeeld van een pingo in Canada. Credit:Adam Jones/Flickr-gebruiker adam_jones/Creative Commons CC BY-NC 2.0

Op aarde:Pingo's

Als het grondwater op aarde bevriest, het kan tegen de bovenliggende grond duwen, het creëren van een koepelachtige structuur die een "pingo" wordt genoemd. Deze structuren verschijnen in de buurt van de Arctische gebieden van de aarde, waaronder Canada's Pingo National Landmark. "De dimensies, vorm en 'gebroken' top van een pingo lijken op de Cerealia Dome, die kunnen zijn gevormd door afwisselende cycli van ijs dat op het oppervlak van Ceres 'opstuwt' en uitstroomt, " zei Lynnae Snel, planetaire wetenschapper aan het Smithsonian Institution's National Air and Space Museum in Washington.

Panumkrater in de bergen van de Sierra Nevada, Californië. Krediet:USGS

Op aarde:vulkanische koepels

Panum Crater aan de voet van de Sierra Nevada Mountains in Californië heeft afgeronde randen en gebroken toppen die wetenschappers doen denken aan de Cerealia Dome, te. Zowel de Panum-koepel als de Cerealia-koepel zitten in kuilen. Lassen Peak in Californië, een lavakoepel, heeft ook een vergelijkbare vorm, net als de koepel in de Mount Saint Helens-caldera in de staat Washington.

Sears-meer, Californië. Krediet:NASA

Op aarde:Seales Lake

Zoals Occator Crater, Searles Lake in de Mojave-woestijn in Californië staat bekend om heldere verdampingsmineralen, dat wil zeggen mineralen die lang achterblijven na verdamping van zout water. Ooit een meer gevoed door water uit de bergen van de Sierra Nevada, vandaag is Searles een uitgedroogd meerbed met witte minerale afzettingen. Mijnbouwactiviteiten verzamelen mineralen die rijk zijn aan natrium en kalium voor industrieel gebruik. Deze mineralen worden meestal aangetroffen in ondergrondse pekels die naar de oppervlakte worden gepompt.

Ahuna Bergen, Ceres' "Eenzame berg, " weergegeven met een verticale overdrijvingsfactor van twee. Credit:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Op Ceres:Ahuna Mons

Ahuna Mons steekt op Ceres uit als een lange, eenzame berg met helder materiaal dat de hellingen afstoft. Vergelijkbaar met het materiaal gevonden in Occator, de glanzende coating is gemaakt van natriumcarbonaat. De leidende hypothese is dat Ahuna Mons een cryovulkaan is - een zeer koude vulkaan die is uitgebarsten met zout water, modder en vluchtige materialen in plaats van gesmolten gesteente. Ahuna Mons stijgt gemiddeld 4 kilometer boven het omringende oppervlak, ongeveer even hoog als de top van Mount Rainier in de staat Washington. Ahuna Mons lijkt niet geassocieerd te zijn met enige effecten, wat suggereert dat Ceres in het recente verleden cryovulkanische activiteit moet hebben gehad.

Hlíðarfjall-koepel, IJsland. Krediet:Hansueli Krapf/Wikimedia Commons-bijdrager Simisa/CC BY-SA 3.0

Op aarde:Hlíðarfjall-koepel, IJsland

Hoewel niets in het zonnestelsel precies hetzelfde is als Ahuna Mons, de Hlíðarfjall-koepel in IJsland heeft een vergelijkbare vorm. Beide hebben losse, fijnkorrelig materiaal, en zijn vergelijkbaar in hun verhouding van hoogte en breedte. Maar deze bergen zijn heel verschillend van samenstelling. De IJslandse koepel gevormd door vulkanisch materiaal van silicaat, overwegende dat Ahuna Mons voornamelijk is gevormd uit water en zout, met een kleine bijdrage van silicaatmineralen. "Ondanks de chemische verschillen, echter, de materialen op aarde en Ceres gedragen zich op dezelfde manier wanneer ze uit de korst steken om vulkanen te vormen, " zei Ottaviano Ruesch, onderzoeker bij de European Space Agency in Nederland.

Chaitenkoepel in Chili. Krediet:NASA

Op aarde:Chaitén-koepel, Chili

Een andere vulkanische structuur die doet denken aan Ahuna Mons is de Chaitén Dome in Chili, gelegen in een caldera, een ketelachtige vulkanische functie. voorbij de aarde, het vulkanische complex Compton-Belkovich op de maan bevat een koepel die lijkt te zijn gevormd door uitbarstende silicaatmaterialen. "Dit betekent dat de vorming van kiezelhoudende koepels een proces is dat niet beperkt is tot de aarde, ' zei Rusch.

Samhain Catenae pitketens op Ceres. Krediet:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI/LPI

Op Ceres:Samhain Catenae Pit Chains

Ceres zit vol kraters, groot en klein, maar het heeft ook kettingen van kleine komvormige of elliptische putjes die niet het gevolg zijn van schokken. Pitkettingen, zoals Samhain Catenae, worden veroorzaakt door breuken of breuken in de ondergrond, die tot een miljard jaar geleden is ontstaan. Wanneer de breuken of fouten lege ruimte onder het oppervlak achterlaten, los materiaal valt van bovenaf naar binnen en vormt de putjes aan de oppervlakte.

Pitketens in het noorden van IJsland, net ten noorden van de Krafla-vulkaan. Krediet:Google Earth/Emily Martin/Jennifer Whitten

Op aarde:IJsland Pit Chains

Noord-IJsland heeft een systeem van kuilketens die verband houden met fouten en breuken. Wetenschappers geloven dat deze kuilketens zijn gevormd als gevolg van seismische gebeurtenissen in de jaren zeventig. Uit een onderzoek uit 2011 onder leiding van David Ferrill van het Southwest Research Institute in San Antonio blijkt dat de kuilen het gevolg waren van slecht geconsolideerd materiaal dat naar beneden viel in ondergrondse holtes, die werden geproduceerd door fouten en breuken. "Het is mogelijk dat spanningen afkomstig van opwelling van materiaal van dieper in Ceres ertoe leidden dat delen van de korst uit elkaar werden getrokken, die mogelijk de Samhain Catenae hebben gevormd, " zei Jennifer Scully, Dawn-wetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. Wetenschappers hebben ook soortgelijke kuilketens op Mars en andere zonnestelsellichamen in kaart gebracht.

Haulani-krater op Ceres. Krediet:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Op Ceres:Haulani-krater

Haulani-krater, 21 mijl (34 kilometer) in diameter, met scherpe randen en helder materiaal, is een van de jongste kraters op Ceres. Sommige stromingskenmerken worden geassocieerd met een bergachtige richel in het midden, terwijl andere stromingskenmerken vanaf de rand van de krater naar het omliggende gebied lopen. Op de bodem van de krater en de noordelijke rand is waarschijnlijk een terrein met kuilen gevormd toen een botsend lichaam ervoor zorgde dat water onder het oppervlak - dat was opgesloten in de korst van Ceres - verdampte. Dat is de reden waarom ontpit terrein aanvullend bewijs is voor waterijs als een belangrijk onderdeel van de korst.

Ries krater, Duitsland. Credit:Wikimedia Commons-bijdrager Vesta/NASA WorldWind

Op aarde:Rieskrater, Duitsland

De Ries-krater in Zuid-Duitsland werd ongeveer 15 miljoen jaar geleden gevormd door een inslaande meteoriet. Het is een voorbeeld van een "walkrater, " een krater waarvan het materiaal stroomde door de aanwezigheid van vluchtige materialen, zoals water, toen de meteoriet insloeg. Hoewel Ceres geen kraters heeft die precies "wal" van aard zijn, sommige kraters op Ceres zoals Haulani hebben stromingskenmerken in hun ejecta-dekens - de rotslagen die werden omvergeworpen en rond de krater werden afgezet zoals tijdens de impactgebeurtenis. "Ries heeft ook clusters van pijpachtige structuren in het gesteente die de basis vormen voor ons begrip van de vorming van ontpitte materialen op Mars, Vesta, en Ceres, " zei Hanna Sizemore, onderzoekswetenschapper aan het Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Drie soorten aardverschuivingen op Ceres. Krediet:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Op Ceres:aardverschuivingen

Dawn heeft vele aardverschuivingen op Ceres onthuld, die mogelijk gevormd zijn door de aanwezigheid van waterijs. Deze afbeelding toont drie verschillende soorten aardverschuivingen op Ceres. Links, Ghanan Crater herbergt een voorbeeld van een Type I aardverschuiving, die relatief rond en groot is en dikke afzettingen heeft, of "tenen, " aan het einde. Type II- en Type III-kenmerken worden respectievelijk in het midden en rechts van deze afbeelding weergegeven. Wetenschappers denken dat aardverschuivingen van type I zich vormen in gebieden waar de grond rijk is aan ijs, die kunnen voorkomen in de buurt van de polen van Ceres. Aardverschuivingen van type II zijn vaak dunner en langer dan type 1. Aardverschuivingen van type III worden gevormd in ijsrijk uitgeworpen materiaal door inslagen.

De aardverschuiving van Mud Creek, Californië. Krediet:USGS

Op aarde:

Aardverschuivingen kunnen overal op aarde plaatsvinden waar de grond langs een helling onstabiel wordt, zoals de aardverschuiving van vorig jaar in Noord-Californië. Een heuvel genaamd Mud Creek stortte in mei 2017 in nadat het gebied veel regen had gehad. het vergroten van de hoeveelheid grondwater in het gebied. De manier waarop de rots en het vuil over Highway 1 de oceaan in gleed, lijkt op de manier waarop het mengsel van ijs en rots door de Ghanese krater op Ceres gleed. In sommige gevallen, water of ijs in de grond kan de kans op aardverschuivingen vergroten.