Pamela Gay ostatnio zapytała mnie: „ile kraterów jest na Księżycu?”To było ciekawe pytanie i nie sądzę, że ułatwiłem jej pracę z moją początkową odpowiedzią, która skutecznie była,” zależy, co masz na myśli.”
rozmiary kraterów
kratery formują się we wszystkich rozmiarach na obiektach bez atmosfery., Na Księżycu rozciąga się to od gigantycznego bieguna południowego-basenu Aitken o średnicy ~2500 km i głębokości 13 km do maleńkich kraterów mikrometeorytowych zwanych „Zap pits”, które można zobaczyć tylko pod mikroskopem w próbkach zwróconych przez Apollo.
Liczba kraterów o danej średnicy wzrasta dzięki prawu mocy w miarę przechodzenia do mniejszych rozmiarów. Oznacza to, że jeśli zmniejszysz o połowę średnicę, którą Cię interesuje – powiedzmy 20 km kraterów do 10 km kraterów – nie możesz po prostu podwoić liczby 20, aby oszacować liczbę na 10 (jeśli możesz, wykładnik prawa mocy będzie wynosił 1 — dopasowanie liniowe)., Wykładnik wynosi zwykle od -2 do -3. Oznacza to, że jeśli zmniejszymy średnicę o 2, Liczba kraterów wzrośnie o około 22 do 23 (4-8x). Zasadniczo: jest o wiele więcej małych kraterów niż dużych kraterów.
na potrzeby pracy magisterskiej stworzyłem największą globalną bazę danych kraterów, która istnieje i stworzyłem ją dla Marsa. Zidentyfikowałem każdy Krater większy niż 1 km średnicy, a następnie zrobiłem „kilka” więcej, które były mniejsze, aby upewnić się, że mam wszystkie 1 km. Znalazłem 101 kraterów większych niż 150 km średnicy. Kolejne 200 to 100-150 km. Kratery większe niż 20 km liczyły 11 tys., Ponad 5 km liczył około 48 tys. Powyżej 3 km liczy 78 tys. I większy niż 1 km miał aż 385 000 kraterów. Jak widać, do czasu, gdy dojdziesz do małych rozmiarów, zaczniesz dramatycznie zwiększać liczby. Tylko kratery o średnicy 1-3 km liczą ponad 300 000 na Marsie. Wystarczy przejechać trochę mniej – do 0,95 km – i dodajemy kolejne 40 tys.
szacując populację Księżyca>kratery o średnicy 1 km
na Księżycu (obiekcie, nad którym pracujemy, no cóż, Maperami „księżycowymi”), nikt nie wykonał tak małej pracy., Poprzednie katalogi kraterów księżycowych do około 10 lat temu były niekompletne i obejmowały tylko kratery o ogólnym znaczeniu, więc było o wiele więcej skatalogowanych po stronie bliskiej niż po stronie dalekiej.
baza danych kraterów o długości 20 km, kredyt: Kadish et al.
ostatnie dzieło Nadine Barlow to katalogowanie wszystkich kraterów księżycowych do około 5 km, ale nie jest jeszcze skończona, więc nie mamy pełnego spisu. Kilka osób – takich jak Caleb Fassett z pomocą Setha Kadisha – wykonało globalny katalog do 20 km kraterów. Znaleziono 5185 kraterów., I jakoś dostali z tego dużą informację prasową NASA … naliczyłem o wiele więcej i nie dostałem żadnej informacji prasowej, nie żebym był zgorzkniały ani zazdrosny.
Wracając do pytania: ile kraterów jest na Księżycu? Z Kadisz i in. praca, mamy przynajmniej punkt wyjścia, od którego można oszacować liczbę mniejszych kraterów. Jednym ze sposobów jest po prostu założenie wykładnika prawa mocy i ekstrapolacja. Jeśli przyjmiemy wykładnik -2, to otrzymamy tylko około 250x więcej kraterów, czyli około 1,3 miliona. A -3 wykładnik i mamy około 4000X więcej kraterów, więc około 20 milionów na 1 km., To duży zasięg (i dużo kraterów).
inny sposób oszacowania opiera się na mojej pracy na Marsie: miałem 385,000 kraterów >1 km, ale 11,000, które były > 20 km. Stosunek jest taki, że jest 35x więcej niż 20-km kratery. Pomnóż to przez ich bazę danych, a otrzymamy tylko 181 000 kraterów na Księżycu większych niż 1 km.
trzecim sposobem jest wykonanie małych obszarów testowych, a następnie skalowanie do wielkości Księżyca. Musisz jednak uważać, jak to się robi, ponieważ powierzchnia księżyca nie jest taka sama., Można to stwierdzić po prostu patrząc na nią z ziemi swoim okiem: ma jasne plamy z dużą ilością kraterów i ciemne plamy z mniejszą liczbą kraterów. Policzyłem wszystkie kratery do 1 km na trzech małych obszarach 5°x5° powierzchni Księżyca, przygotowując się do wniosku o grant, który złożę w tym miesiącu. Stanowi to zaledwie 0,15% powierzchni Księżyca. Ale jeśli przeskaluję moje liczby z tego, dochodzę do tego, że jest około pół miliona kraterów > 1 km na Księżycu., To jest pomiędzy (w pewnym sensie) innymi szacunkami i jest to podobne do tego, co mam na Marsie-planecie o 4x większej powierzchni, ale takiej, która przeszła wiele ponownego napowietrzania.
Mniejsze
Mapery Księżyca używają obrazów o średnicy około 1-3 km. Oznacza to, że największe kratery, o które prosimy, mają średnicę 1 km.
zrobiłem mały obszar testowy wokół lądowiska Apollo 15, który wykorzystaliśmy jako punkt odniesienia dla Twoich oznaczeń krateru. W tym malutkim regionie naliczyłem około 5000 kraterów o średnicy większej niż 18 pikseli (około 10 metrów)., Ten obszar testowy stanowi zaledwie ułamek procent całkowitej powierzchni Księżyca.
w obrazach, które do tej pory przesłaliśmy, spodziewamy się, że na obrazie będzie kilka tysięcy kraterów. Niektórzy będą mieli więcej, inni mniej. Ale w tym momencie bardzo trudno jest oszacować, ile kraterów zostanie znalezionych na poziomie>10, biorąc pod uwagę ogromny zakres szacunków, które wymieniłem dla>1 km kraterów.
,”Jeden szacunek, który próbowałem zrobić kilka lat temu przyszedł około pół miliarda.
nie jest intencją księżycowych maperów, aby stworzyć globalną bazę danych kraterów księżycowych w dół do 10 metrów. Zlokalizowane w miejscach, tak. Ale globalna, cóż … potrzebowalibyśmy globalnej populacji Ziemi, która by nad tym pracowała przez jakiś czas, zanim się zbliżyliśmy.