Sandkassekratere afslører hemmeligheder bag planetariske stænkmærker og tabte meteoritter

Hver dag, Jorden bliver konstant bombarderet af omkring 100 tons faldende objekter fra rummet, for det meste simpelt støv eller sandstore partikler, der ødelægges, når de rammer den øvre atmosfære. Men meget sjældent, et stykke stort nok til at overleve den intense indgangsvarme formår at falde helt ned til Jordens overflade, hvor dens galaktiske rejse ender med et bump.

De fleste meteoritter er så små, at de ikke gør et hul i jorden. Større sten, imidlertid, efterlade deres spor i form af skålformede slagkratere. Et berømt eksempel er 50, 000-årige Barringer Crater i Arizona, som er 1,2 kilometer på tværs og 170 meter dyb. Men slagkratere er blevet observeret ikke kun på Jorden; forskere har også spioneret dem på Merkur, Venus og Mars, på vores egen måne, og på månerne på Jupiter og Saturn.

Et træk ved kratere har undret forskere i årtier. En meteorits slagkraft gør jorden til pulver og kaster pulveret højt op i luften i en kegleformet bane. Det flyvende pulver lægger sig omkring krateret for at danne et tæppe. Men hvorfor er nogle tæpper formet som stråler - de lange, radiale striber, der blæser ud fra kraterets centrum som eger på et hjul?

I en ny undersøgelse offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , forskere fra Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) har simuleret disse udenjordiske påvirkninger for at kaste lys over, hvordan disse mystiske kraterstråler dannes.

"Du kan ikke lave et rigtigt krater med en rigtig meteorit, "sagde lektor Pinaki Chakraborty, leder af OIST's Fluid Mechanics Unit, "men du kan bruge en analog til at simulere, hvad der foregår." Et grundigt undersøgt enkelt eksperiment giver den analoge:at tabe en tungmetalkugle på et sandleje; bolden kaster sand ud og danner et krater omgivet af et tæppe. "Problemet er, at disse forsøg ikke producerer kraterstråler, "sagde prof. Chakraborty.

Men der er nogle underlige undtagelser. Det var først, da Dr. Tapan Sabuwala fra Kontinuumfysik-enheden (Prof. Disse eksperimenter er populære i videnskabsklasser. Jeg lagde mærke til, at nogle af deres eksperimenter producerede kraterstråler. "

Så hvad var det unikke ved disse eksperimenter? I et ord:rod. Forskere udligner generelt overfladen af ​​sandbedet, før de taber bolden, men videoerne viste skoleelever springe over det trin. Helt sikkert, da Dr. Sabuwala gentog boldfaldsforsøget med en ujævn overflade, mini-meteoritterne lavede kraterstråler. "Det var eureka -øjeblikket."

Det var stadig ikke klart, hvorfor ujævne landskaber fik kraterstråler til at dannes. Så teamet gennemførte et andet forsøg i et fladt sandbed præget med et regelmæssigt mønster af sekskantede dale. Ved påvirkning, alle dale, der rørte ved kanten af ​​bolden, frembragte en stråle. Christian slagter, en tekniker i OIST's Fluid Mechanics Unit, gentog forsøget med forskellige variabler:"Vi ændrede størrelsen på bolden, afstanden mellem dalene, boldens faldhøjde, kornene i sengen, og så videre, "sagde hr. Butcher. De eneste variabler, der påvirkede antallet af producerede stråler, var størrelsen på bolden og afstanden mellem dale.

For et nærmere kig på mekanismen bag kraterstråler, holdet henvendte sig til computersimuleringer. "Den slagkugle, der skaber stødbølger i sengen, "siger prof. Chakraborty." Chokbølgerne fokuserer de udstødte sandkorn fra dalene langs radiale striber for at danne stråler. "

Efter at have lært, hvordan kraterstrålerne dannes, forskerne skabte en teoretisk model til at forudsige antallet af stråler. Modelforudsigelserne passede godt med mini-meteoritforsøgene, giver forskerne mulighed for at forudsige, hvordan strålemønstre ville se ud på de ru overflader på rigtige planeter.

Og der var et andet spændende twist til deres model:Den kunne også bruges til at lære om meteoritterne, der skabte kratere. Baseret på hvor mange stråler et krater har, forskerne kan beregne diameteren på meteoritten, der skabte den.

"Vi kan se på næsten ethvert strålet krater med denne model og lære om, hvordan det blev lavet, "sagde prof. Chakraborty.