חצי הכדור הצפוני של מאדים הוא מכתש הגדול ביותר במערכת השמש

שלוש קבוצות מדענים שהסתייעו בנתוני כוח משיכה וגבהים במאדים מחלליות המקיפות אותו הגיעו למסקנה כי האנומליה במאדים שבה חצי הכדור הצפוני שטוח ונמוך והדרומי מסולע וגבוה נובעת מפגיעת אסטרואיד ענק בתחילת ימי מערכת השמש

ניתוחים חדשים של פני השטח של מאדים שצולמו בידי החלליות MRO ו"מרס גלובל סרווייר" חשפו את מה שנראה כמכתש הגדול ביותר, בסדרי גודל, שהתגלה אי פעם במערכת השמש. כך פרסמו שלוש קבוצות חוקרים ביום חמישי בכתב העת "נייצ'ר". לפי אחת מקבוצות החוקרים, עוצמת הפגיעה שיצרה את המכתש העצום היתה שוות ערך למיליון מיליארד פצצות אטום מהסוג של זו שהוטלה בנגסקי ב-1945.

 

שתי החלליות המקיפות ומצלמות את פני השטח של כוכב הלכת האדום במבחר מצלמות באורכי גל שונים סיפקו מידע מפורט אודות גובה וכוח המשיכה בחצי הכדור הצפוני ובחצי הכדור הדרומי של מאדים. חוקרים נטלו נתונים אלה ולטענתם הם עשויים לפתור את אחת החידות הגדולות ביותר במערכת השמש: מדוע למאדים יש שני סוגים שונים לחלוטין של פני שטח בחצאי הכדור השונים – פני שטח חלקים פחות או יותר בצפון לעומת הרים ועמקים בדרום? 

 

האגן הצפוני הענק, המכסה כ-40% מפני השטח של מאדים, נקרא לעיתים אגן בוריליס (Borealis basin) הוא שריד לפגיעת ענק בראשית ימיה של מערכת השמש, כך עולה מהמחקר החדש. העובדה שאין בו מכתשים אינה תוצאה ישירה של הפגיעה משום שב-4.5 מיליארד השנים שחלפו מאז הפגיעה התרסקו על מאדים כמה וכמה עצמים קטנים שיצרו בו מכתשים ואולם בשל הפרש הגבהים, נטו חומרים לשקוע בחצי הכדור הצפוני. כך או כך, התוצאה היא פני שטח חלקים בימנו אלה.

 

תעלות מים במאדים (צילום: נאס"א)

 

קוטרו של המכתש – כ-8,500 קילומטרים רחב פי 4 מהמכתשים הגדולים ביותר במערכת השמש – "מכתש הלאס", בחצי הכדור הדרומי של מאדים ו"מכתש הקוטב הדרומי" או "אטקין" שעל הירח שקוטרם פחות או יותר דומה, כ-2,500 ק"מ. בדו"ח שנלווה למחקר חישבו המדענים כי העצם שיצר את המכתש חייב היה להיות לפחות בקוטר של כ-1,900 ק"מ – גדול יותר מפלוטו, או קטן מעט מרוחבה של יבשת אוסטרליה.

 

חצי הכדור הצפוני של מאדים הוא אחד מפני השטח החלקים ביותר שניתן למצוא במערכת השמש. החצי הדרומי גבוה, מחוספס, מלא במכתשים. הגובה הממוצע של פני השטח בדרום גבוהים בין 4 ל-8 קילומטרים יותר מאשר רצפת המכתש.

 

עוד ב"הידען" - ניסוי של הפיניקס מוכיח: ניתן לשתול ירקות באדמת מאדים

 

המסתורין של שני הפנים של מאדים מבלבל את המדענים מאז הסתיימה קבלת סדרת התמונות המקיפה של פני השטח של מאדים בידי חלליות של נאס"א בשנות השבעים (בעיקר חלליות "ויקינג"). ההשערה העיקרית היתה שפגיעה עתיקה של אסטרואיד או תהליך פנימי כלשהו גרם להתכת פני השטח והשכבות שמתחתם בחצי הכדור הצפוני. רעיון מכתש הפגיעה שהוצע בשנת 1984 נפל בעדיפותו בשל העובדה שצורת האגן לא נראתה מתאימה לציפיות מצורה עגולה של מכתש. הנתונים החדשים משכנעים כמה מומחים שפקפקו בתסריט הפגיעה.

 

"אולי לא הצלחנו להוכיח במאה אחוז את תיאורית הפגיעה, אבל הצלחנו להפוך את הגל "אמר ג'פרי אנרדוס-האנה, חוקר פוסט דוקוטרט ב-MIT. אנדרוס-האנה ושותפיו מאריה צובר מ-MIT וברוס בנדרט מ-JPL של נאס"א בקליפורניה, דיווחו על הממצאים בגליון השבוע של כתב העת "נייצ'ר".

 

קבוצת מחקר בראשות פרנסיס נימו מאוניברסיטת קליפורניה בסטנה קרוז, ביצעו הדמיית מחשב והראו כי פגיעה בתנאים מסוימים בעבר עשויה היתה ליצור את המראה הנוכחי של מאדים. תנאים אלה מעידים כי סלע חלל בקוטר של שליש עד חצי מהירח של כדור הארץ, פגע במאדים בזוית של 30-60 מעלות. נפילה בזוית כזו יוצרת מכתש אליפטי.

 

"זה רעיון עתיק, אך אף אחד לא ביצע עד כה את החישובים הנומריים כדי לבחון מה עשוי היה להתרחש כאשר אסטרואיד גדול פוגע במאדים" אמר נימו, חוקר כדור הארץ ומדעים פלנטריים באוניברסיטת קליפורניה בסטנה קרוז.

 

מחקר זה מקבל חיזוק במחקר אחר בראשותו של פרופ' עודד אהרונסון, פרופסור למדעים פלנטריים במכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק). "הדיכוטומיה היא שמדובר בתצורה העתיקה ביותר על מאדים" מסביר ד"ר אהרונסון בראיון לאתר הבי.בי.סי.

 

"תצורה נוצרה לפני כ-4 מיליארד שנה, לפני ששאר ההיסטוריה הגיאולוגית של מאדים התרחשה והפריעה. היה זה בערך באותו זמן שעצם גדול יותר פגע בכדור הארץ, זרק חומרים מקרומו של כוכב הלכת הצעיר לחלל. חומרים אלה התגבשו מחדש ויצרו את הירח", מוסר אהרונסון. לדבריו, ככל הנראה אין מדובר רק בצירוף מקרים. "הדבר התרחש בדיוק בסיומו של תהליך יצירת ארבעת כוכבי הלכת הארציים – כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ ומאדים" אומר קרייג אגנור, שותפו למחקר של פרנסיס נימו.

 

"אנו סבורים כי כוכבי הלכת נוצרו מתוך דיסקת סלעים. כאשר הסלעים מתנגשים מתקבלים סלעים גדולים יותר וכן הלאה, מבחינה אבולוציונית סיימנו עם ארבעה כוכבי לכת והרבה סלעים במבחר גדלים. מבחינת כוכבי הלכת שחטפו כל הזמן שברי סלעים, אלו היו יכולים להיות השברים הגדולים האחרונים. גלי הלם מהפגיעה נעו דרך כוכב הלכת והפריעו לקרום גם בצד השני, כך גרמו לשינויים בשדה המגנטי שנמדדו גם בצד הדרומי", מוסיף אגנור.

 

"זו תוצאה חשובה משום שיש לה השלכות לא רק על ההתפתחות המוקדמת של מאדים אלא גם על היווצרות כדור הארץ" אומר מייקל מאיר, החוקר הראשי של מאדים במטה נאס"א בוושינגטון.

 

עוד ב"הידען" - וולברין הוא בעצם דו-חי?

 

הדמייה במחשבי-על

 

פרופ' עודד אהרונסון, יליד ישראל (1973), שהה בארה"ב מגיל 13, וחזר ללמוד בה את לימודיו האקדמיים. בשנות התשעים הוא סיים תואר ראשון ושני באוניברסיטת קורנל, כתלמידו של סטיב סקויירס – מנהל תוכנית הרכבים הרובוטיים ספיריט ואופורטיוניטי במאדים. לאחר מכן עבר ל-MIT שם קיבל דוקטורט ב-2002, ולאחר מכן הצטרף לקאלטק כפרופסור. במסגרת זו הוא חוקר במחלקה לגיאולוגיה ומדעים פלנטריים.

 

בשיחה לאתר הידען מסביר פרופ' אהרונסון כי למחקר יש פן אישי ופן מקצועי:"כשהייתי סטודנט של סטיב סקויירס בקורנל (ראש פרויקט רכבי המאדים), הוא העלה בפני את הבעיה שעכשיו התוצאות שלה התפרסמו ב"נייצ'ר". באותו זמן המחשבים היו פחות מהירים מאשר היום, ניסיתי לפתור את הבעיה, אבל בסופו של דבר לא היו לנו תוצאות חד משמעיות. בקאלטק הגיעה למחלקה שלי סטודנטית בשם מרגריטה מרינובה. הצעתי לה את הבעיה הזו ובגלל שהייתה לנו גישה למחשב-על הכולל צביר בעל 4,000 ליבות, היא הצליח לפתור את הבעיה והיא החתומה ראשונה על המאמר. מסתבר שבאותו זמן חקרו את הנושא גם קבוצה ב-MIT וקבוצה בסנטה קרוז ואתמול בנייצ'ר התפרסמו התוצאות של שלושת המאמרים ביחד."

 

כיצד מוסברת הדיכוטומיה של מאדים?

 

פרופ' אהרונסון: "כבר בתצפיות טלסקופיות רואים שצד אחד של המאדים חלק ואין עליו הרבה מכתשים ואילו החלק השני מחוספס ויש עליו מספר רב של מכתשים. כשבדקנו את חצי הכדור החלק, ראינו שהוא יותר נמוך, וכן שיש הבדלים בשדה המשיכה בינו לבין חצי הכדור השני. צירוף שני הגורמים הללו מראה שעובי הקרום בחצי הכדור הצפוני דק יותר מאשר בחצי הכדור הדרומי. סטיב סקווירס הציע כבר לפני עשרים שנה כי התשובה לחידה זו היא שהתרחשה התפוצצות גדולה, שגוף גדול פגע במאדים."

 

הצלחנו לבצע הדמייה של האירוע ולבדוק אם באמת פגיעה כזאת יכולה א. שלא להמיס את רוב הקרום של מאדים עד כדי כך שתישאר עדות להתפוצצות הזאת, ב. שהתוצאה של הפגיעה תהיה מכתש אליפטי כמו שאנחנו רואים בפועל – ואת זה קבע המאמר השני בנייצ'ר של אנדרוס-האנה. ו-ג. שלמכתש זה לא תהיה לו שפה מוגבהת כמו שפת האגן הגבוהה של המכתשים הקטנים יותר."

 

"התחלנו את המחקר ממצב שבו מישהו הציע שההבדל בין הצפון לדרום במאדים – הדיכוטומיה – נוצרה על ידי ההתפוצצות הגדולה אך גם היו חלופות להשערה זו, כמו למשל תהליך פנימי בתוך המאדים. התחלנו ממצב שבו הייתה תיאוריה שכך זה נוצר , אולם לא הייתה אפשרות לבדוק את זה, ועכשיו מה שהצלחנו לעשות זה לבדוק ולראות שקיימים שני פרמטרים: ראשית שהתנאים הנדרשים הם תנאים סבירים שהיו קיימים בתחילת ימיה של מערכת השמש ושנית שהם מובילים לתוצאות שהן כפי שאנו צופים במאדים היום."

 

האם בערך באותו זמן פגע עצם גדול בכדור הארץ וגרם ליצירת הירח?

 

פרופ' אהרונסון: "ההתפוצצות שפגעה במאדים הייתה פי 100 יותר קטנה מזו שגרמה להיווצרות הירח מכדור הארץ. בכדור הארץ פגע עצם בגודל של מאדים ובמאדים פגע עצם בגודל של אוסטרליה או קצת קטן יותר."

 

האם בגלל ההבדל בגודל העצם הפוגע לא נוצר למאדים ירח משמעותי כמו לכדור הארץ?

 

"סביר להניח. גודל העצם הפוגע הוא נתון חשוב אבל לא רק הוא - חשובה גם זווית הפגיעה."