Geomorfologisk och glaciologisk miljö för Hiawatha-glaciären, nordvästra Grönland. (A) Regional vy över nordvästra Grönland. Infälld karta visar läge i förhållande till hela Grönland. Magenta box identifierar platsen för panelerna B-D. (B) 5-m ArcticDEM mosaik över östra Inglefield Land. Färger är isytans hastighet. Blå linje illustrerar en aktiv basal dräneringsbana härledd från radargram. (C) Hillshade ytrelief baserad på ArcticDEM-mosaiken som illustrerar egenskaper som ytvågor. Streckade röda linjer är konturerna av de två subglaciala paleo-kanalerna. Blå linjer är avrinningskonturer, dvs. helblå linje är subglacial och kläckt är supraglacial. (D) Sängtopografi baserad på luftburen radarljud från 1997-2014 NASA-data och 2016 AWI-data. Svarta trianglar representerar förhöjda kantval från radargrammen och de mörklila cirklarna representerar toppar i den centrala höjningen. Röda streckade linjer är fältmätningar av inslaget av ismarginella berggrundsstrukturer. Svarta cirklar visar placeringen av de tre glaciofluviala sedimenten. Kredit:University of Kansas
En undersökning av is på Grönland har avslöjat bevis som tyder på att en kilometer bred järnasteroid slog in i den ön, kanske så sent som 12, 000 år sedan under slutet av Pleistocen. Den resulterande 19 mil breda nedslagskratern har förblivit gömd under en halv mil tjock inlandsis tills nu. Den exponerades nyligen av ett ultrabredbandigt chirp-radarsystem utvecklat vid Center for Remote Sensing of Ice Sheets (CReSIS) med huvudkontor vid University of Kansas.
Nedslagskratern under Hiawatha-glaciären i avlägset nordvästra Grönland beskrivs i en ny tidning i Vetenskapens framsteg publiceras idag.
Den identifierades med data som samlats in mellan 1997 och 2014 av KU för NASA:s program för Arctic Regional Climate Assessment och Operation IceBridge, och kompletterat med mer data som samlades in i maj 2016 med hjälp av Multichannel Coherent Radar Depth Sounder (MCoRDS) utvecklad vid KU.
"Vi har samlat in massor av radarljudande data under de senaste decennierna, och glaciologer sätter ihop dessa radarljudande datamängder för att producera kartor över hur Grönland är under isen, " sa medförfattaren John Paden, tillmötesgående docent i elektroteknik &datavetenskap vid KU och docent vid CReSIS. "Danska forskare tittade på kartan och såg detta stora, kraterliknande fördjupning under inlandsisen och tittade på satellitbilder och - eftersom kratern är på kanten av inlandsisen - kan du se ett cirkulärt mönster där också. De två kombinerade gjorde ett riktigt starkt argument för att detta skulle vara en nedslagskraterplats. Baserat på denna upptäckt, en detaljerad radarundersökning genomfördes i maj 2016 med en ny toppmodern radar designad och byggd av KU för Alfred Wegener Institute i Tyskland."
Fotoillustration av flygplanet under undersökningen, radarvågor och själva radarbilden. Kredit:NASA
Paden, som hjälpte till att utveckla MCoRDS radarsignalbehandlingsprogramvara, deltog i flygningar på låg höjd i ett rutmönster över nedslagskratern för att detaljera dess dimensioner.
"Du kan se den rundade strukturen vid kanten av inlandsisen, speciellt när man flyger tillräckligt högt, ", sa han. "För det mesta är kratern inte synlig genom flygplansfönstret. Det är lustigt att hittills har ingen tänkt, 'Hallå, vad är det för halvcirkelformade särdraget där? Från flygplanet är det subtilt och svårt att se om du inte redan vet att det är där. Med hjälp av satellitbilder tagna i en låg solvinkel som accentuerar kullar och dalar i inlandsisens terräng – du kan verkligen se hela kraterns cirkel på dessa bilder."
För att bekräfta satellit- och radarfynd, forskargruppen utförde efterföljande markbaserade studier av glaciofluvialt sediment från den största floden som dränerar kratern. Arbetet visade förekomsten av "chockad kvarts och andra stötrelaterade korn" som inkluderar glas. Forskargruppen tror att dessa stenar och glasartade korn sannolikt produceras från slagsmältning av korn i den meta-sedimentära berggrunden.
Arbetet återstår för att med mer precision bestämma tidpunkten för asteroidnedslaget på Grönland. Författarna skriver bevis "antyder att Hiawatha nedslagskrater bildades under Pleistocen, eftersom denna ålder är mest förenlig med slutsatser från för närvarande tillgängliga data." även detta breda tidsintervall förblir "osäkert". Sydväst om kratern, teamet har hittat en region rik på eventuellt skräp som kastats ut från nedslaget, vilket kan hjälpa till att begränsa datumintervallet.
En konstnärs skildring av en möjlig påverkan på Grönlands inlandsis. Järnmeteoriten trängde in sju kilometer in i jordskorpan, skapade en krater som från början var 20 kilometer bred och kollapsade inom några minuter in i den sista 31 kilometer långa kratern vi ser idag. Kredit:Carl Toft
"Det skulle ha projicerats skräp in i atmosfären som skulle påverka klimatet och potentialen för att smälta mycket is, så det kunde ha skett ett plötsligt inflöde av sötvatten till Naressundet mellan Kanada och Grönland som skulle ha påverkat havsflödet i hela regionen, " sade Paden. "Bevisen tyder på att nedslaget troligen inträffade efter att Grönlands istäcke bildades, men forskargruppen arbetar fortfarande med den exakta dateringen."
Annan KU-personal som är involverad i forskningen som avslöjade nedslagskratern inkluderar Rick Hale, Spahr Professor och ordförande för institutionen för flygteknik och biträdande chef för CReSIS; Carl Leuschen, docent i elektroteknik och datavetenskap och chef för CReSIS, och Fernando Rodriguez-Morales, artighet biträdande professor i elektroteknik och datavetenskap. KU-forskarna hade ett nära samarbete med kollegor från Köpenhamns universitet och Alfred Wegener-institutet i Tyskland.
Karta över berggrundens topografi under inlandsisen och det isfria landet som omger nedslagskratern Hiawatha. Strukturen är 31 kilometer bred, med en framträdande kant som omger strukturen. I den centrala delen av påverkansstrukturen, ett område med förhöjd terräng ses, vilket är typiskt för större nedslagskratrar. Beräkningar visar att för att generera en nedslagskrater av denna storlek, jorden träffades av en mer än en kilometer bred meteorit. Kredit:Danmarks Naturhistoriska Museum, Cryospheric Sciences Lab, NASA Goddard Space Flight Center, Grönt bälte, MD, USA
Paden sa under de tre åren mellan upptäckten av kratern och publiceringen av lagets fynd, det var glädjande och spännande att vara en del av den exklusiva grupp forskare som kände till den enorma påverkan.
"Det var riktigt coolt - det var sånt där jag gick hem och berättade för mina barn om det, " sade Paden. "Jag sa, 'Titta på det här! Det är under isen. Det är ett av de där roliga ögonblicken. De var imponerade. Många gånger, min forskning är inte så intressant för dem, men den här nedslagskratern var något de kunde ansluta till."
Karta över berggrundstopografi, men med utsikten mot Nares sund, det smala havet som förbinder Baffinbukten och Ishavet. Kredit:Danmarks Naturhistoriska Museum, Cryospheric Sciences Lab, NASA Goddard Space Flight Center, Grönt bälte, MD, USA
Karta över Grönland som visar platsen för Hiawatha nedslagskrater i Inglefield Land, längs den nordvästra kanten av Grönlands istäcke. Kredit:Danmarks Naturhistoriska Museum.