Analisi statistica dei crateri d'impatto di Mercurio

Contesto. Le collisioni di asteroidi e comete con superfici planetarie hanno come risultato finale un cratere. Il processo geologico dell'impatto si basa sul trasferimento dell'energia cinetica del proiettile alla superficie. Si origina quindi un flusso di escavazione che (i) apre una cavità poi modificata sotto l'effetto di collassi gravitativi, e (ii) lancia in traiettoria balistica materiale della superficie che si deposita poi attorno al cratere formato. Se il proiettile è una cometa o un asteroide idrato, il suo contenuto di ghiaccio d'acqua potrebbe sopravvivere durante le prime fasi di formazione della cavità, per poi ricondensarsi e depositarsi nel fondo del cratere finale, se l'impatto è poco energetico. Tale deposito di ghiaccio d'acqua può sopravvivere su lunghi tempi scala geologici, se le condizioni termiche lo consentono. Una di queste zone favorevoli sono le Permanent Shadowed Regions (PSRs) nelle regioni polari di Mercurio, che si trovano proprio all'interno di crateri. Goal. L'obiettivo di questa tesi è di studiare la geometria dell'impatto che ha prodotto il Fuller, un cratere di 27 km di diametro localizzato a latitudini superiori a 80°N di Mercurio, valutare se le condizioni dell'impatto siano favorevoli alla sopravvivenza dell'eventuale ghiaccio d'acqua contenuto nel proiettile che l'ha generato, e dare una stima della quantità di ghiaccio d’acqua che potrebbe essere stata depositata nel suo fondo. Metodi. Nel sistema informativo geografico open source QGIS, sono stati identificati i crateri secondari nel deposito di ejecta relativo al cratere Fuller. Gli ejecta sono infatti uno dei pochi strumenti che permettono di avere informazioni riguardo all'impattore. Tali crateri secondari sono stati selezionati a mano usando la forma geometrica dell'ellisse. L'applicazione di un programma Python ha poi permesso di discriminare i soli crateri secondari creati dal Fuller, secondo la regola di avere l'asse maggiore ±10° rispetto alla direzione radiale verso il centro del cratere primario. Risultati. I crateri secondari sono 88, con una distribuzione spaziale che prevede una zona proibita a forma di "V" nella direzione NW, individuato come la direzione dell'impatto. Secondo i modelli presenti in letteratura, l'angolo d’impatto compreso tra 20° e 45°. Conclusioni. Si sono applicate leggi di scala per la stima del proiettile a partire dal cratere, utilizzando come input dati pubblicati in letteratura (velocità d'impatto di 30 km/s) e l'angolo massimo suggerito da questo studio (45°). Se il proiettile che ha prodotto il cratere Fuller ha almeno il 6% di ghiaccio d'acqua, la massa di ghiaccio che potrebbe sopravvivere all'impatto e depositarsi all'interno del cratere è di ~1.5×1012 g.