Sekundární kráter - Secondary crater
Sekundární krátery jsou nárazové krátery vytvořené ejectou, které bylo vyhozeno z většího kráteru. Někdy tvoří radiální kráterové řetězy . Kromě toho jsou sekundární krátery často považovány za shluky nebo paprsky obklopující primární krátery. Studie sekundárních kráterů explodovala kolem poloviny dvacátého století, kdy si vědci, kteří studovali povrchové krátery, aby předpověděli věk planetárních těl, uvědomili, že sekundární krátery kontaminovaly statistiku kráterů počtu kráterů těla .
Obsah
Formace
Když mimozemský objekt řízený rychlostí narazí na relativně nehybné těleso, vytvoří se nárazový kráter. Počáteční krátery vznikající při srážce jsou známé jako primární krátery nebo nárazové krátery . Materiál vypuzený z primárních kráterů může za několika podmínek vytvářet sekundární krátery (sekundární):
- Primární krátery již musí být přítomny.
- Gravitační zrychlení mimozemského těla musí být dostatečně velké, aby vytlačilo vysunutý materiál zpět k povrchu.
- Rychlost, kterou se vymrštěný materiál vrací směrem k povrchu těla, musí být dostatečně velká, aby vytvořila kráter.
Pokud je vysunutý materiál v atmosféře, například na Zemi, Venuše nebo Titanu, je obtížnější udržet dostatečně vysokou rychlost, aby došlo k sekundárním nárazům. Stejně tak těla s vyššími rychlostmi zabrousení, jako je Io, také nezaznamenávají povrchové krátery.
Samo-sekundární kráter
Samo-sekundární krátery jsou ty, které se tvoří z vysunutého materiálu primárního kráteru, ale které jsou vysunuty pod takovým úhlem, že vysunutý materiál má dopad na samotný primární kráter. Samo-sekundární krátery způsobily mnoho kontroverzí s vědci, kteří vykopávají kráterové povrchy s úmyslem identifikovat jeho stáří na základě složení a roztaveného materiálu. Pozorovaný rys na Tychu byl interpretován jako samo-sekundární morfologie kráteru známá jako palimpsests .
Vzhled
Sekundární krátery se tvoří kolem primárních kráterů. Když se po povrchovém nárazu vytvoří primární kráter, způsobí rázové vlny z nárazu napětí v oblasti kolem nárazového kruhu a vytvoří kruhový vnější hřeben kolem dopadového kruhu. Vysunutí z tohoto počátečního nárazu je vytaženo nahoru z nárazového kruhu v úhlu k okolní oblasti nárazového hřebene. Tato ejecta deka nebo široká oblast dopadů z vymrštěného materiálu obklopuje kráter.
Řetězy a shluky
Sekundární krátery se mohou jevit jako malé krátery zvláštního typu podobné primárnímu kráteru s menším poloměrem nebo jako řetězy a shluky. Sekundární kráterový řetěz je jednoduše řada nebo řetěz sekundárních kráterů lemovaných vedle sebe. Podobně je shluk populací sekundárních zdrojů blízko sebe.
Skupina sekundárních kráterů na Marsu, jak je viděla HiRISE
Rozlišovací faktory primárních a sekundárních kráterů
Energie nárazu
Primární krátery se tvoří z nárazů vysoké rychlosti, jejichž základní rázové vlny musí překročit rychlost zvuku v cílovém materiálu. Sekundární krátery se vyskytují při nižších nárazových rychlostech. Musí se však stále vyskytovat při dostatečně vysokých rychlostech, aby přenášely napětí na cílové tělo a vytvářely výsledky přetvoření, které překračují meze pružnosti, to znamená, že sekundární střely musí rozbít povrch.
Může být stále obtížnější rozlišit primární krátery od sekundárních kráterů, když se projektil před nárazem zlomí a rozpadne. To závisí na podmínkách v atmosféře, spolu s rychlostí a složením střely. Například projektil, který zasáhne Měsíc, pravděpodobně zasáhne neporušený; vzhledem k tomu, že pokud zasáhne Zemi, bude zpomalen a zahříván atmosférickým vstupem , který by se mohl rozpadnout. V takovém případě mohou menší kusy, nyní oddělené od velkého nárazového tělesa, ovlivnit povrch planety v oblasti mimo primární kráter, kde se po primárním povrchovém nárazu objeví mnoho sekundárních kráterů.
Úhel nárazu
U primárních nárazů, založených na geometrii, je nejpravděpodobnější úhel nárazu mezi dvěma objekty 45 ° a distribuce rychle klesá mimo rozsah 30 ° - 60 °. Bylo pozorováno, že úhel nárazu má malý vliv na tvar primárních kráterů, s výjimkou případů nízkého úhlu nárazu, kdy se výsledný tvar kráteru stává méně kruhovým a eliptičtějším. Úhel primárního nárazu má mnohem větší vliv na morfologii (tvar) sekundárních nárazů. Experimenty prováděné z měsíčních kráterů naznačují, že úhel vyhození je nejvyšší u vyhazovače v počátečním stadiu, který je vyhozen z primárního nárazu v jeho nejranějších okamžicích, a že vyhazovací úhel s časem pro vyhazovače v pozdním stadiu klesá. Například primární dopad, který je svislý k povrchu těla, může způsobit úhozy vyhazování v raném stadiu 60 ° - 70 ° a úhly vyhození v pozdním stadiu, které se zmenšují na téměř 30 °.
Typ cíle
Mechanické vlastnosti regolitu cíle (existující volné kameny) ovlivní úhel a rychlost ejecty od primárních dopadů. Byl proveden výzkum pomocí simulací, které naznačují, že regolit cílového těla snižuje rychlost ejecty. Na velikosti a morfologii sekundárních kráterů má vliv také distribuce velikostí hornin v regolitu cílového těla.
Typ střely
Výpočet hloubky sekundárního kráteru lze formulovat na základě hustoty cílového tělesa. Studie Nördlinger Ries v Německu a ejektových bloků obíhajících kolem lunárních a marťanských kráterových okrajů naznačují, že fragmenty ejecty mající podobnou hustotu by pravděpodobně vyjadřovaly stejnou hloubku průniku, na rozdíl od ejecty různé hustoty vytvářející dopady různých hloubek, jako jsou primární impaktory, tj. komety a asteroidy .
Velikost a morfologie
Velikost sekundárního kráteru je dána velikostí jeho mateřského primárního kráteru. Primární krátery se mohou pohybovat od mikroskopických po tisíce kilometrů široké. Morfologie primárních kráterů sahá od mísy po velké, široké nádrže, kde jsou pozorovány struktury s více kruhy . V morfologii těchto kráterů dominují dva faktory: pevnost materiálu a gravitace. Morfologie ve tvaru mísy naznačuje, že topografie je podporována pevností materiálu, zatímco topografie kráterů ve tvaru pánve je překonána gravitačními silami a zhroutí se do rovinnosti. Morfologie a velikost sekundárních kráterů je omezená. Sekundární krátery vykazují maximální průměr <5% původního primárního kráteru. Velikost sekundárního kráteru závisí také na jeho vzdálenosti od primárního. Tvarosloví sekundárů je jednoduché, ale výrazné. Sekundárky, které se tvoří blíže k jejich primárkám, vypadají eliptičtěji s mělčí hloubkou. Mohou tvořit paprsky nebo kráterové řetězy. Vzdálenější sekundární objekty se v kruhovitosti podobají jejich mateřským primárkám, ale ty jsou často vidět v řadě klastrů.
Věková omezení způsobená sekundárními krátery
Vědci již dlouho shromažďují údaje o kráterech dopadu z pozorování, že krátery jsou přítomny po celou dobu sluneční soustavy . Nejpozoruhodnější je, že impaktní krátery jsou studovány pro účely odhadu relativního i absolutního stáří planetárních povrchů. Datování terénů na planetách podle hustoty kráterů se vyvinulo v důkladnou techniku, ale ovládají ji 3 klíčové předpoklady:
- krátery existují jako nezávislé, podmíněné události.
- distribuce velikosti kmitočtu (SFD) primárních kráterů je známa.
- rychlost kráteru v poměru k času je známa.
Fotografie pořízené z pozoruhodných měsíčních a marťanských misí poskytly vědcům schopnost spočítat a zaznamenat počet pozorovaných kráterů na každém těle. Tyto databáze počtu kráterů jsou dále tříděny podle velikosti, hloubky, morfologie a umístění každého kráteru. Pozorování a charakteristiky primárních i sekundárních se používají k rozlišení kráterů impaktů v rámci malého shluku kráterů, které jsou charakterizovány jako shluky kráterů o průměru ≤ 1 km. Bohužel věkový výzkum pramenící z těchto databází kráterů je omezen kvůli znečištění sekundárních kráterů. Vědci zjišťují, že je těžké vyřešit všechny sekundární krátery od počtu, protože představují falešné ujištění o statistické síle. Znečištění sekundárními látkami je často zneužíváno k výpočtu věkových omezení v důsledku chybných pokusů o použití malých kráterů k datování malých povrchů.