Een nieuwe studie bevestigt het idee dat vreemde groeven die kriskras door het oppervlak van de Marsmaan Phobos liepen, werden gemaakt door rollende rotsblokken die vrijkwamen van een oude asteroïde-inslag.

Het onderzoek, gepubliceerd in Planetaire en ruimtewetenschap , gebruikt computermodellen om de beweging van puin uit de Stickney-krater te simuleren, een enorme snee aan het ene uiteinde van Phobos' langwerpige lichaam. De modellen laten zien dat rotsblokken die over het oppervlak rollen in de nasleep van de Stickney-impact, de raadselachtige patronen van groeven kunnen hebben gecreëerd die we tegenwoordig op Phobos zien.

"Deze groeven zijn een onderscheidend kenmerk van Phobos, en hoe ze gevormd zijn, wordt al 40 jaar door planetaire wetenschappers besproken, " zei Ken Ramsley, een planetaire wetenschapsonderzoeker aan de Brown University die het werk leidde. "We denken dat deze studie een nieuwe stap is in de richting van een verklaring."

De groeven van Phobos, die zichtbaar zijn over het grootste deel van het maanoppervlak, werden voor het eerst waargenomen in de jaren zeventig door NASA's Mariner- en Viking-missies. Door de jaren heen, er is geen gebrek aan verklaringen naar voren gebracht voor hoe ze zijn ontstaan. Sommige wetenschappers hebben geponeerd dat grote inslagen op Mars de nabije maan hebben overspoeld met groeven uitsnijdend puin. Anderen denken dat de zwaartekracht van Mars Phobos langzaam uit elkaar scheurt, en de groeven zijn tekenen van structureel falen.

Weer andere onderzoekers hebben beweerd dat er een verband is tussen de groeven en de Stickney-inslag. Eind jaren zeventig, planetaire wetenschappers Lionel Wilson en Jim Head stelden het idee voor dat ejecta - stuiterende, glijdende en rollende rotsblokken - van Stickney kan de groeven hebben uitgehouwen. Hoofd, een professor in Brown's afdeling Earth, Milieu- en planetaire wetenschappen, was ook co-auteur van dit nieuwe artikel.

Voor een maan ter grootte van de kleine Phobos (27 kilometer breed op het breedste punt), Stickney is een enorme krater van 9 kilometer breed. De impact die het veroorzaakte zou tonnen gigantische rotsen hebben weggeblazen, het idee van een rollend rotsblok volledig aannemelijk maken, zegt Ramsley. Maar er zijn ook enkele problemen met het idee.

Bijvoorbeeld, niet alle groeven zijn radiaal uitgelijnd vanaf Stickney, zoals je intuïtief zou verwachten als Stickney ejecta het snijwerk deed. En sommige groeven zijn over elkaar heen gelegd, wat suggereert dat sommigen er al moeten zijn geweest toen gesuperponeerde degenen werden gemaakt. Hoe kunnen er op twee verschillende tijdstippen grooves worden gemaakt van één enkel evenement? Bovendien, een paar groeven lopen door Stickney zelf, wat suggereert dat de krater er al moet zijn geweest toen de groeven zich vormden. Er is ook een opvallende dode plek op Phobos waar helemaal geen groeven zijn. Waarom zouden al die rollende rotsblokken een bepaald gebied overslaan?

Om die vragen te onderzoeken, Ramsley ontwierp computermodellen om te zien of er een kans was dat het "rolling boulder-model" deze verwarrende patronen kon recreëren. De modellen simuleren de paden van de keien die uit Stickney worden geworpen, rekening houdend met de vorm en topografie van Phobos, evenals zijn zwaartekrachtomgeving, rotatie en baan rond Mars.

Ramsley zei dat hij geen verwachtingen had van wat de modellen zouden kunnen laten zien. Hij was uiteindelijk verbaasd over hoe goed het model de groefpatronen op Phobos nabootste.

"Het model is eigenlijk gewoon een experiment dat we op een laptop uitvoeren, " zei Ramsley. "We hebben alle basisingrediënten erin gedaan, dan drukken we op de knop en zien we wat er gebeurt."

De modellen toonden aan dat de rotsblokken de neiging hadden om zichzelf uit te lijnen in sets van parallelle paden, die gijpt met de reeksen parallelle groeven die op Phobos te zien zijn. De modellen bieden ook een mogelijke verklaring voor enkele van de andere, meer raadselachtige groefpatronen.

De simulaties laten zien dat vanwege de kleine omvang en relatief zwakke zwaartekracht van Phobos, Stickney-stenen blijven maar rollen, in plaats van te stoppen na een kilometer of zo zoals ze zouden kunnen op een groter lichaam. In feite, sommige rotsblokken zouden helemaal rond de kleine maan zijn gerold en begrensd. Die omvaart zou kunnen verklaren waarom sommige groeven niet radiaal zijn uitgelijnd met de krater. Keien die beginnen te rollen over het oostelijk halfrond van Phobos, produceren groeven die niet goed uitgelijnd lijken te zijn vanuit de krater wanneer ze het westelijk halfrond bereiken.

Dat rond-de-wereld-rollen verklaart ook hoe sommige groeven op andere worden gelegd. De modellen laten zien dat groeven die vlak na de inslag werden gelegd, minuten tot uren later werden overgestoken door rotsblokken die hun wereldwijde reizen voltooiden. In sommige gevallen, die globetrottende rotsblokken rolden helemaal terug naar waar ze begonnen - Stickney-krater. Dat verklaart waarom Stickney zelf grooves heeft.

Dan is er de dode plek waar er helemaal geen groeven zijn. Dat gebied blijkt een vrij laaggelegen gebied op Phobos te zijn, omringd door een hoger gelegen lip, zegt Ramsley. De simulaties toonden aan dat keien die lip raken en een vliegende sprong over de dode plek maken, alvorens aan de andere kant weer naar beneden te komen.

"Het is als een skischans, ' zei Ramsley. 'De keien blijven maar gaan, maar ineens is er geen grond onder. Ze maken uiteindelijk deze suborbitale vlucht over deze zone."

Alles verteld, Ramsley zegt, de modellen beantwoorden enkele belangrijke vragen over hoe ejecta van Stickney verantwoordelijk kan zijn geweest voor Phobos' gecompliceerde groefpatronen.

"We denken dat dit een vrij sterk argument is dat dit model met rollende keien verantwoordelijk is voor de meeste, zo niet alle groeven op Phobos, ' zei Ramsley.