O caracteristică ciudată pe suprafața lui Marte i-a menținut pe oamenii de știință să ghicească despre originea sa. Este un depozit de suprafață al unui mineral, care este mai frecvent în interiorul planetelor. Un nou studiu arată că acest mineral interior a fost probabil adus la suprafață de un vechi vulcan exploziv.
Nili Fossae este situat în regiunea Syrtis Major de pe Marte. Este aproape de Isidis Planitia, o câmpie imensă în interiorul unui bazin de impact pe Marte. Nili Fossae este interesant din cauza depozitelor minerale din zonă și a ceea ce ne spun acele zăcăminte despre Marte. Mai exact, conține un depozit mare de mineral olivină, care se găsește de obicei în interiorul planetelor.
Întrebarea la care a încercat să răspundă acest studiu este cum și-a găsit olivina drumul la suprafață?
Olivina dinăuntru
Olivina în sine nu este rară sau remarcabilă. De fapt, este componenta principală a mantiei Pământului. Nu este rar nici pe Marte. Cuvântul olivină acoperă de fapt un grup de minerale care sunt foarte asemănătoare. Pentru unul, toate sunt verzuie, ceea ce explică „măslinul” în olivină.
Se găsesc în roci igrene, care sunt practic lave solidificate răcite.
Având în vedere acest lucru, titlul pentru acest articol poate părea destul de evident. Desigur că acest depozit de olivină provenea de la un vulcan. Cum altfel ar fi putut ieși la suprafață din manta? Dar știința se referă la detalii. Când, exact, în istoria marțiană a fost depusă această olivină de un vulcan? În ce context s-a întâmplat și a făcut parte din evenimente mai mari care au modelat Marte? Ce tip de eveniment vulcanic l-a creat?
Aceste întrebări și dimensiunea depozitului de olivină în cauză sunt cele care fac acest studiu interesant.
Studiul este de la Universitatea Brown, din Providence, Rhode Island. Autorii sunt studenți de grad Christopher Kremer și Michael Bramble, și profesorul John Mustard, de la Departamentul de Științe ale Pământului, Mediului și Planetare al Universității Brown. Lucrarea se numește „Un depozit răspândit de cenușă bogat în olivine pe Marte” și este publicat în revista Geology.
Nerduri minerale
Există un anumit tip de persoană care este extrem de interesată de minerale. Departe de a fi o obsesie neobișnuită, antisocială urmărită într-un colț îndepărtat al unui campus universitar, studiul mineralelor este un bloc de construcție al științei planetare. Fără a înțelege despre minerale, nu avem nicio speranță de a împărți împreună istoria Pământului. Am fi, de asemenea, ignoranți cu privire la toate celelalte planete din Sistemul nostru solar, precum și despre asteroizi și meteoriți.
Când vine vorba de Marte, nu poate fi subliniată importanța înțelegerii mineralelor. Tipurile de minerale pe care le vedem, unde le vedem și cum au ajuns acolo, toate sunt indicii pentru a înțelege Marte. Și atunci când oamenii de știință văd un depozit neobișnuit de minerale acolo, vor să știe cum a ajuns acolo.
Puzzle Martian
Marte este un puzzle. Nu suntem aproape nicăieri completarea acesteia, dar bucată cu bucată începem să înțelegem istoria acelei planete. Mai exact, vrem să știm dacă a fost vreodată locuibil și dacă ar putea fi încă acasă la o viață microscopică. La aceste întrebări nu li se poate răspunde direct: trebuie dezvăluite completând puzzle-ul marțian.
Acest depozit neobișnuit de olivină este una dintre piesele puzzle-ului.
Acest depozit de olivină a fost descoperit pentru prima dată în 2003 și prezentat într-o lucrare în Science. Acea lucrare a anunțat descoperirea unei zone de 30.000 de kilometri pătrați cu aproximativ 30% olivină.
Zona este remarcabilă pentru formațiunea sa geologică. Este o zonă a ceea ce se numesc grabens. Grabenele sunt văi cu escarpuri ascuțite pe ambele părți, cauzate de deplasarea în jos a blocurilor de pământ.
În acea lucrare inițială, autorii au spus că „defectarea post-impact a acestei zone a expus straturi subterane bogate în olivină.” De-a lungul anilor, alți cercetători au dat alte explicații posibile. Unii au sugerat fluxul de lavă efuzivă. Alții au sugerat că olivina a fost dragată de un impact masiv. Poate același impact a creat enormul bazin Isidis unde se află depozitul.
Acest nou studiu spune că olivina a fost depusă de vulcanismul exploziv.
Explozii vulcanice
Pentru majoritatea dintre noi, un vulcan este un vulcan. Dar există diferite tipuri. Un tip se numește vulcanism exploziv.
„Aceasta este una dintre cele mai tangibile probe încă pentru ideea că vulcanismul exploziv a fost mai frecvent pe Marte timpuriu”, a declarat Christopher Kremer, un student absolvent la Universitatea Brown care a condus lucrarea.
Vulcanismul exploziv se întâmplă atunci când magma conține gaze dizolvate precum vaporii de apă. Acest gaz dizolvat creează multă presiune în magmă și atunci când roca deasupra nu poate rezista la presiune, aceasta explodează. Acea explozie trimite o cantitate masivă de cenușă și lavă aprinsă în aer.
Întrucât vulcanismul exploziv necesită vapori de apă, oamenii de știință consideră că acest tip de explozie vulcanică s-a întâmplat devreme în viața lui Marte, atunci când era mai multă apă în jur. Cu timpul, Marte și-a pierdut apa, iar activitatea vulcanică ar fi fost mai puțin explozivă. Ar fi fost înlocuit de ceea ce se numește vulcanism efuziv, care este mai blând și face ca lavele să curgă pe suprafață, mai degrabă decât să explodeze în aer.
Potrivit lui Kremer, există multe dovezi pentru această fază vulcanică efuzivă din istoria marțiană, în timp ce probele pentru faza anterioară, explozivă, nu sunt descoperite atât de ușor, în special cu instrumente orbitale.
„Înțelegerea cât de important a fost vulcanismul exploziv pe Marte timpuriu este în cele din urmă important pentru înțelegerea bugetului de apă din magma marțiană, abundența apei subterane și grosimea atmosferei”, a spus Kremer.
Ochii orbitali pe Marte
Deocamdată, toți oamenii de știință trebuie să studieze acest depozit cu instrumente orbitale. Kremer și colegii săi au folosit imagini de înaltă rezoluție de la Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA pentru a studia în detaliu geologia zonei. După cum a spus Kremer într-un comunicat de presă, ei au luat o abordare diferită atunci când studiază zona.
„Această lucrare s-a îndepărtat metodologic de ceea ce au făcut alți oameni prin analizarea formei fizice a terenurilor care sunt compuse din această bază”, a spus Kremer. „Care este geometria, grosimea și orientarea straturilor care o compun. Am descoperit că vulcanismul exploziv și explicația ashfall bifează toate casetele potrivite, în timp ce toate ideile alternative pentru ceea ce ar putea fi acest depozit nu sunt în dezacord, în câteva privințe importante cu ceea ce observăm de pe orbită. "
Unul dintre lucrurile care diferențiază acest depozit de alte zone de scurgere a lavelor efuzive este distribuția în sine a lavei. În timp ce un flux efuziv s-ar răspândi practic roca lichidă pe suprafață, unde s-ar grupa în zone joase, acest depozit se află în straturi lungi și continue pe văi, cratere, dealuri și alte caracteristici. Potrivit lui Kremer, aceasta este mult mai consistentă cu cenușa care se decolează dintr-o erupție explozivă decât cu fluxul de lavă.
Depunerea continuă exclude și scenariul de impact. Impactul Isidis care a creat bazinul Isidis nu poate fi creat un strat atât de uniform de cenușă. De asemenea, cenușa este depusă deasupra unor caracteristici create de impactul Isidis.
Starea olivinei în sine exclude, de asemenea, scenariul de impact. Olivina prezintă dovezi ale unui contact susținut și răspândit cu apa. Olivina a fost modificată de acest contact, mult mai mult decât alte olivine de pe Marte. Autorii spun că doar sensul acestei olivine a fost din căderea cenușii, deoarece cenușa este mult mai poroasă decât alte roci și ar fi permis apelor să contacteze olivina.
Un Rover poate rezolva puzzle-ul?
Este dificil să fii absolut sigur cu privire la ceva ce poți studia doar de pe orbită. Din fericire, un rover este condus în acest fel.
În 2020, roverul Mars 2020 al NASA va fi lansat în drum spre Marte. Locul său de aterizare? Craterul Jezero, care se află în interiorul zăcământului de olivină. Există zone expuse de olivină accesibile roverului și se pare sigur că roverul din 2020 îl va studia.
"Ce este interesant este că vom vedea foarte curând dacă am dreptate sau greșit", a spus Kremer. „Deci, asta este un pic nervos, dar, dacă nu este o ashfall, probabil va fi ceva mai ciudat. Este la fel de amuzant dacă nu chiar mai mult. ”
„Una dintre cele mai bune 10 descoperiri ale lui Marte 2020 va fi să înțeleagă care este această unitate purtătoare de olivină”, a spus Mustard, consilierul lui Kremer. „Este ceva despre care vor scrie oamenii și vor vorbi mult timp.”
După ce vom ști cum se încadrează această piesă de puzzle olivină, vom ști ceva despre era vulcanismului exploziv de pe Marte. Prin extensie, vom ști ceva despre apa antică marțiană. Prin extinderea de la asta, vom ști ceva despre atmosfera antică marțiană. De acolo, vom ști ceva despre locuința marțiană.
Nu te distrează puzzle-urile?
