Untersuchung von Einschlagskratern, um die Geheimnisse des Sonnensystems aufzudecken

Während für Menschen die Konstanten Tod und Steuern sein könnten, sind die Konstanten für Planeten Gravitation und Kollisionen.

Brandon Johnson untersucht letztere und verwendet Informationen über Einschläge, um die Geschichte und die Zusammensetzung von Planeten, Monden, Asteroiden und Meteoriten im gesamten Sonnensystem zu verstehen.

„Einschlagskraterbildung ist der allgegenwärtigste Oberflächenprozess, der Planetenkörper formt“, sagte Johnson. „Krater sind auf fast jedem festen Körper zu finden, den wir je gesehen haben. Sie sind ein wichtiger Treiber für Veränderungen in planetaren Körpern. Sie treiben die Entwicklung planetarer Krusten an. Alle Planeten und Asteroiden wurden aus einer Reihe von Einschlägen gebaut Helfen Sie uns, die Zusammensetzung und Struktur von Planeten zu bestimmen.“

Als außerordentlicher Professor in der Abteilung für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften am College of Science der Purdue University hat Johnson fast jeden größeren Planetenkörper im Sonnensystem untersucht. Und die Zeitskala seiner Forschung reicht von relativ jungen Einschlägen bis fast zum Beginn des Sonnensystems selbst.

Das Sammeln von Hinweisen auf Kollisionen hilft Johnson, die Umgebung zu rekonstruieren, in der die Kollisionen stattfanden, und bietet tiefe Einblicke in die Art und Weise, wie und wann Körper entstanden sind. Seine Forschung hilft Menschen, die Planetenkörper im Sonnensystem nur mit Physik, Mathematik und einem Computer zu erforschen. Weltraummissionen und Laboranalysen liefern ständig neue Daten und Fragestellungen, an denen gearbeitet werden muss.

„Die meisten Meteoriten enthalten Chondren – kleine, zuvor geschmolzene Partikel“, sagte Johnson. „Durch die Untersuchung der Bildung von Chondren durch Einschläge können wir im Wesentlichen besser verstehen, was im entstehenden Sonnensystem vor sich ging. Zum Beispiel konnten wir anhand eines Einschlags feststellen, dass sich Jupiter bereits etwa 5 Millionen Jahre später gebildet hatte die ersten Festkörper des Sonnensystems, die die Zeitlinie unseres Verständnisses des Sonnensystems verändern.“

Johnson und seine Labormitarbeiter integrieren bekannte Faktoren über die Zusammensetzung und Physik von Planetenkörpern in komplexe Computermodelle, lassen die Modelle unter einer Reihe von Bedingungen laufen und vergleichen die Ergebnisse mit beobachteten Phänomenen. Die Analyse von Bewegungen und Kollisionen kann Einblicke in die Zusammensetzung von Asteroiden und Meteoriten bieten und Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie Elemente wie Wasser und Metall in einem Sonnensystem verteilt sind. Durch die Untersuchung von Einschlagskratern und -becken auf Orten wie Pluto, Venus und Eismonden sowie der Mechanik anderer Prozesse, die auf Europa und Asteroiden wie Psyche ablaufen, kann sein Team mehr über ihr Inneres verstehen; ob sie zum Beispiel geschmolzene Kerne und Plattentektonik haben oder ob sie flüssige Ozeane haben.

Seine Arbeit umspannt nicht nur das Sonnensystem. Er untersucht auch Einschläge näher an der Heimat, einschließlich auf dem Erdmond und terrestrische Einschläge, die möglicherweise die Art und Weise beeinflusst haben, wie sich Erdkruste, Atmosphäre und Biosphäre entwickelt haben.

Ein vom verstorbenen Jay Melosh, Johnsons Mentor und ehemaligen Distinguished Professor of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, entwickeltes Online-Impact-Rechner-Tool ermöglicht es jedem, die Auswirkungen verschiedener Gesteine ​​auf die Erde zu untersuchen. Johnson und sein Team bauen das Werkzeug für eine neue Generation von Planetenstudenten um.

Die Studie wurde veröffentlicht in Ikarus.