Rozległa, płaska, na pozór pozbawiona cech szczególnych równina na Marsie zaskoczyła naukowców, ujawniając burzliwą przeszłość geologiczną planety – tak wynika z nowych badań prowadzonych na Uniwersytecie Arizony.
Mars znów zaskakuje. Najwyraźniej ogromne ilości lawy wylewały się na nim z licznych szczelin jeszcze milion lat temu, pokrywając ostatecznie obszar wielkości Alaski i wchodząc w interakcje z wodą na powierzchni i pod powierzchnią planety, a także powodując powodzie, które wyrzeźbiły głębokie marsjańskie kanały.
Przez stwierdzony brak typowej tektoniki płyt, czyli czegoś na kształt powoli przesuwających się i nasuwających czasem na siebie kawałków planetarnej skorupy, które nieustannie przekształcają powierzchnię Ziemi, Marsa od dawna uważano za geologicznie martwą planetę, na której niewiele się dzieje. Ostatnie odkrycia skłoniły naukowców do zakwestionowania tego poglądu. W zeszłym roku zespół badaczy z Uniwersytetu Arizony przedstawił dowody na istnienie gigantycznego pióropusza płaszczowego pod marsjańskim regionem Elysium Planitia. Intensywna aktywność wulkaniczna i sejsmiczna miała tam miejsce w dość nieodległej przeszłości.
Teraz z kolei mamy wgląd w najnowsze wyniki badań zespołu kierowanego przez Joanę Voigt i Christophera Hamiltona z Laboratorium Księżycowego i Planetarnego w Arizonie. Naukowcy połączyli zdjęcia z marsjańskich sond z wynikami pomiarów radaru penetrującego marsjański grunt, aby trójwymiarowo zrekonstruować każdy pojedynczy zastygły strumień lawy w regionie Elysium Planitia. Obrazy z kamery Context na pokładzie sondy orbitalnej Reconnaissance Orbiter połączono w tym celu z jeszcze wyższą rozdzielczością obrazów z kamery HiRISE. Aby uzyskać informacje topograficzne, wykorzystano zapisy danych z laserowego wysokościomierza Mars Orbiter na kolejnym statku kosmicznym NASA – Mars Global Surveyor. Dane te zostały następnie połączone z podpowierzchniowymi pomiarami radarowymi wykonanymi przez sondę NASA Shallow Radar (SHARAD).
Taki zestaw danych pozwolił zrekonstruować trójwymiarowy widok badanego obszaru, w tym jego pełną topografię z czasów, nim lawa wystrzeliła tam z wielu pęknięć i wypełniła baseny i kanały wcześniej wyrzeźbione przez wodę. W ten sposób ujawniono i udokumentowało ponad 40 zdarzeń wulkanicznych. Jeden z największych wypływów lawy wypełnił dolinę o nazwie Athabasca Valles prawie 1000 milami sześciennymi bazaltu. W omawianych badaniach kompleksowo opisano wulkanizm występujący na planecie innej niż Ziemia w ciągu ostatnich 120 milionów lat. Początek tego okresu odpowiada czasom, gdy po Ziemi chodziły jeszcze dinozaury.
Elysium Planitia jest prawdopodobnie najmłodszą znaną formacją wulkaniczną na planecie, a jej badanie pomaga lepiej zrozumieć przeszłość Marsa. Choć dziś nie obserwuje się żadnej aktywności wulkanicznej na Czerwonej Planecie, Elysium Planitia była pod tym względem znacznie bardziej aktywna, niż wcześniej sądzono. Zdaniem autorów pracy jest nawet możliwe, że po części pozostała wulkanicznie żywa do naszych czasów. Wskazującą na to poszlaką są liczne trzęsienia Marsa zarejestrowane przez lądownik NASA InSight w latach 2018–2022.
Co więcej, odkrycia te mają wpływ na to, czy Mars mógł być siedliskiem życia w pewnym momencie swojej historii. Wiemy już, że rejon Elysium Planitia doświadczył kilku dużych powodzi i istnieją dowody na to, że wylewająca się lawa wchodziła tam w interakcje z wodą lub lodem, kształtując krajobraz w ciekawy i pełen dramatyzmu sposób. Znaleziono liczne dowody na eksplozje pary wodnej, które są bardzo interesujące dla astrobiologów, ponieważ mogły stworzyć środowiska hydrotermalne sprzyjające drobnoustrojom.
Dodajmy, że według współczesnej wiedzy wnętrze Marsa bardzo różni się od ziemskiego, a szczegółowa rekonstrukcja jego cech geologicznych daje nam wgląd w procesy kształtujące go w przeszłości. Związek między wulkanami a strukturą skorupy Marsa jest kluczem do zrozumienia tzw. warunków paleośrodowiskowych tej planety. Erupcje wulkaniczne mogły nie tylko uwalniać wodę zawartą w magmie do atmosfery (woda ta następnie opadałaby i zamarzała na Marsie), ale i prowadzić do gwałtownego uwalniania wód gruntowych na jego powierzchni.
Autorzy pracy podkreślają, jak ważne jest dziś zrozumienie, w jaki sposób woda przemieszczała się na Marsie w przeszłości i gdzie znajduje się obecnie. Z uwagi na to, że marsjańskie obszary równikowe, na których znajduje się również Elysium Planitia, są znacznie łatwiejsze jako miejsce lądowania niż wyższe szerokości geograficzne planety, obecność wody i zrozumienie mechanizmów jej uwalniania dają cenne informacje o możliwościach w zakresie przyszłych misji załogowych na Marsa.
Zespół planuje nadal prowadzić badania z udziałem dużych i złożonych zbiorów danych uzyskanych za pomocą różnych metod obrazowania, aby stworzyć bardziej szczegółowy, trójwymiarowy wgląd w powierzchnię Marsa i to, co znajduje się pod nią – w odniesieniu do sekwencji czasowej wydarzeń zachodzących w innych regionach aktywnych wulkanicznie. A na pierwszy rzut oka mało ciekawe obszary Marsa dzięki takim badaniom zdecydowanie stały się mniej nudne.
Czytaj więcej:
- Oryginalny materiał prasowy
- Oryginalna publikacja: J. R. C. Voigt et al., Revealing Elysium Planitia's Young Geologic History: Constraints on Lava Emplacement, Areas, and Volumes, Journal of Geophysical Research: Planets (2023)
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Źródło: Phys.org
Ilustracja: Spękania krajobrazu Cerberus Fossae na rozległej równinie Elysium Planitia na Marsie przecinają wzgórza i kratery, co wskazuje na ich stosunkowo młody wiek. Nowe badanie obejmujące najbardziej szczegółową trójwymiarową mapę cech wulkanicznych w tym obszarze ukazują Marsa o znacznie bardziej burzliwej przeszłości geologicznej, niż dotychczas sądzono (ESA/DLR/FU Berlin)
