Новое исследование показывает, что взрывоопасные извержения вулканов, которые стреляют струями горячего пепла, горных пород и газа в небо, являются вероятным источником таинственного марсианского горного покрова. По мнению авторов исследования, новый вывод может добавить понимание учеными интерьера Марса и его прошлого потенциала для обитаемости.
Формирование Medusae Fossae представляет собой массивное, необычное месторождение мягкой скалы у экватора Марса с холмистыми холмами и резкими мезами. Ученые впервые наблюдали Медузы Фосса с космическим аппаратом НАСА «Маринер» в 1960-х годах, но были недоумевают относительно того, как он сформировался.
Теперь новые исследования показывают, что образование было осаждено во время взрывных вулканических извержений на Красной планете более 3 миллиардов лет назад. По данным авторов исследования, формация примерно на одну пятую больше, чем континентальная часть Соединенных Штатов, и в 100 раз более массивная, чем самое большое взрывное вулканическое месторождение на Земле, что делает его крупнейшим известным взрывным вулканическим осадком в солнечной системе.
«Это массивное месторождение не только по марсианской шкале, но и по отношению к солнечной системе, потому что мы не знаем никаких других месторождений, подобных этому», - сказал Лужендра Ойха, планетарный ученый из Университета Джона Хопкинса в Балтимор и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале «Геофизические исследования: планеты», журнал Американского геофизического союза.
По мнению авторов исследования, формирование медузы-фосса могло бы стать поворотным моментом в истории Марса. Извержения, которые создали месторождение, могли извергнуть огромное количество газов, изменяющих климат, в атмосферу Марса и выбрасывать достаточно воды, чтобы покрыть Марс в глобальном океане толщиной более 9 сантиметров (4 дюйма), сказал Ойха.
Парниковые газы, выдыхаемые во время извержений, которые породили Медуза Фосса, могли бы согреть поверхность Марса, достаточную для того, чтобы вода оставалась жидкой на ее поверхности, но токсичные вулканические газы, такие как сероводород и диоксид серы, могли бы изменить химию поверхности Марса и атмосферы. Оба процесса повлияли бы на способность Марса к обитаемости, сказал Ойха.
Определение источника горной породы
Формирование Medusae Fossae состоит из холмов и насыпей осадочной породы, окружающих экватор Марса. Осадочная форма образуется, когда на поверхности планеты накапливается горная пыль и мусор, и со временем цемент становится твердым.
Ученые знали о Медузах Фосса в течение десятилетий, но не были уверены, что ветер, вода, лед или вулканические извержения осадили породы в этом месте.
Предыдущие радиолокационные измерения поверхности Марса предполагали, что у Medusae Fossae был необычный состав, но ученые не смогли определить, была ли она сделана из высокопористой породы или смеси породы и льда. В новом исследовании Ойха и коллега использовали гравитационные данные с различных космических аппаратов Марса для измерения плотности Медузы Фосса в первый раз. Они обнаружили, что камень необычайно пористый: он примерно на две трети столь же плотен, как и остальная часть марсианской коры. Они также использовали данные радара и силы тяжести в сочетании, чтобы показать плотность Медузы Фосса не может быть объяснено наличием льда, который намного менее плотный, чем камень.
По словам исследователей, поскольку камень настолько пористый, он должен был быть депонирован взрывными вулканическими извержениями. Вулканы извергаются отчасти потому, что газы, такие как углекислый газ и водяной пар, растворенный в магме, заставляют расплавленную породу подниматься на поверхность. Магма, содержащая много газа, взрывается ввысь, снимая струи пепла и камня в атмосферу.
Пепел от этих взрывов падает на землю и течет под гору. По прошествии достаточно долгого времени зола цементирует в скалу, и Ойха подозревает, что это то, что сформировало Медузы Фосса. В то время как половина мягкой породы, первоначально осажденной во время извержений, разрушилась, оставив позади холмы и долины, наблюдаемые сегодня в Медузе Фосса.
Понимание интерьера Марса
Согласно новым выводам, марсианский интерьер более сложный, чем предполагали ученые, по словам Ойха. Ученые знают, что Марс имеет в своей коре воду и углекислый газ, которые позволяют наводнить взрывные вулканические извержения на поверхности, но внутреннему пространству планеты понадобилось бы огромное количество летучих газов - веществ, которые становятся газом при низких температурах - для создания месторождения такого размера, сказал он.
«Если бы вы распространили Medusae Fossae во всем мире, это создало бы слой толщиной 9,7 метра (32 фута)». Сказал Ойха. «Учитывая абсолютную величину этого месторождения, это действительно невероятно, потому что это означает, что магма была не только богата летучими организмами, но также и должна была быть волатильной в течение длительного периода времени».
Новое исследование показывает обещание гравитационных исследований при интерпретации рок-записи Марса, по словам Кевина Льюиса, планетарного ученого из Университета Джона Хопкинса и соавтора нового исследования. «Будущие исследования гравитации могут помочь отличить лед, отложения и изверженные породы в верхней коре планеты», - сказал Льюис.
