Naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali formację Medusae Fossae (MFF) w latach 60. XX wieku dzięki staraniom Marynarz statek kosmiczny. Ten masywny osad miękkich, osadowych skał rozciąga się na długości około 1000 km (621 mil) wzdłuż równika i składa się z pofałdowanych wzgórz, nagłych mesas i ciekawych grzbietów (aka jardów), które wydają się być wynikiem erozji wiatru. Co więcej, niezwykłe uderzenie tej formacji doprowadziło również do powstania teorii spisku UFO.
Nie trzeba dodawać, że formacja ta była źródłem naukowej ciekawości, a wielu geologów próbowało wyjaśnić, jak mogła powstać. Według nowego badania przeprowadzonego przez Johns Hopkins University, region był wynikiem działalności wulkanicznej, która miała miejsce na Czerwonej Planecie ponad 3 miliardy lat temu. Odkrycia te mogą mieć drastyczne implikacje dla zrozumienia przez naukowców wnętrza Marsa, a nawet jego przeszłego potencjału do zamieszkania.
Badanie - które niedawno pojawiło się w Journal of Geophysical Research: Planets pod tytułem „Gęstość formacji Medusae Fossae: implikacje dla jej składu, pochodzenia i znaczenia w historii Marsa” - prowadzili Lujendra Ojha i Kevin Lewis, badacz Blaustein i adiunkt w dziale Nauk o Ziemi i Planetarnej odpowiednio na Johns Hopkins University.
Wcześniejsze prace Ojha obejmują znalezienie dowodów na to, że woda na Marsie występuje w sezonowych przepływach solanki na powierzchni, które odkrył w 2010 roku jako student studiów licencjackich. Tymczasem Lewis poświęcił znaczną część swojej kariery naukowej dogłębnej analizie natury skał osadowych na Marsie w celu ustalenia, co ten zapis geologiczny może nam powiedzieć o przeszłym klimacie i zamieszkaniu tej planety.
Jak wyjaśnił Ojha, badanie formacji Medusa Fossae ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia historii geologicznej Marsa. Podobnie jak region Tharsus Montes, formacja ta powstała w czasie, gdy planeta była jeszcze aktywna geologicznie. „Jest to ogromny depozyt, nie tylko w skali marsjańskiej, ale także pod względem układu słonecznego, ponieważ nie znamy żadnego innego takiego złoża” - powiedział.
Zasadniczo, skały osadowe są wynikiem pyłu i gruzu skalnego gromadzących się na powierzchni planety, które z czasem stwardniały i układały się w warstwy. Warstwy te służą jako zapis geologiczny, wskazujący, jakie rodzaje procesów zachodzą na powierzchni w momencie osadzania warstw. Jeśli chodzi o formację Medusae Fossae, naukowcy nie byli pewni, czy za złoża odpowiedzialni są wiatr, woda, lód lub erupcje wulkaniczne.
W przeszłości dokonywano pomiarów radarowych formacji, która sugerowała, że Medusae Fosssae ma niezwykły skład. Jednak naukowcy nie byli pewni, czy formację utworzono z wysoce porowatej skały, czy z mieszaniny skały i lodu. Na potrzeby badań Ojha i Lewis po raz pierwszy wykorzystali dane grawitacyjne z różnych orbit Marsa, aby zmierzyć gęstość formacji.
Odkryli, że skała jest niezwykle porowata i około dwóch trzecich gęsta jak reszta skorupy marsjańskiej. Wykorzystali także dane radarowe i grawitacyjne, aby wykazać, że gęstość formacji była zbyt duża, aby tłumaczyć ją obecnością lodu. Na tej podstawie doszli do wniosku, że mocno porowata skała musiała zostać zdeponowana przez erupcje wulkaniczne, gdy Mars był jeszcze aktywny geologicznie - ok. 3 miliardy lat temu.
Gdy te wulkany eksplodowały, wyrzucając popiół i skały do atmosfery, materiał spadłby z powrotem na powierzchnię, tworząc warstwy i spływając ze wzgórz. Po wystarczająco długim czasie popiół zamieniłby się w skałę, która z czasem powoli ulegała erozji przez marsjańskie wiatry i burze piaskowe, pozostawiając naukowców formacji dzisiaj. Według Ojha, te nowe odkrycia sugerują, że wnętrze Marsa jest bardziej złożone niż wcześniej sądzono.
Podczas gdy naukowcy od pewnego czasu wiedzą, że Mars ma pewne substancje lotne - tj. Wodę, dwutlenek węgla i inne pierwiastki, które stają się gazem z niewielkim wzrostem temperatury - w swojej skorupie, która pozwala na okresowe wybuchy wybuchowe na powierzchni, potrzebny jest rodzaj wybuchu utworzenie regionu Medusa Fossae byłoby ogromne. Wskazuje to, że planeta może zawierać ogromne ilości substancji lotnych w swoim wnętrzu. Jak wyjaśnił Ojha:
„Jeśli miałbyś dystrybuować Medusae Fossae na całym świecie, utworzyłoby to warstwę o grubości 9,7 metra (32 stóp). Biorąc pod uwagę ogrom tego złoża, jest on naprawdę niewiarygodny, ponieważ sugeruje, że magma była nie tylko bogata w substancje lotne, a także, że musiała być bogata w substancje lotne przez długi czas. ”
Ponadto działanie to miałoby drastyczny wpływ na dawną zamieszkalność Marsa. Zasadniczo formacja formacji Medusae Fossae miałaby miejsce w kluczowym momencie w historii Marsa. Po wybuchu ogromne ilości dwutlenku węgla i (najprawdopodobniej) metanu zostałyby wyrzucone do atmosfery, powodując znaczny efekt cieplarniany.
Ponadto autorzy wskazali, że erupcja spowodowałaby wyrzucenie wystarczającej ilości wody, aby pokryć Marsa w globalnym oceanie o grubości większej niż 9 cm (4 cale). Ten efekt cieplarniany wystarczyłby, aby utrzymać powierzchnię Marsa w cieple do tego stopnia, że woda pozostanie w stanie ciekłym. Jednocześnie wydalenie gazów wulkanicznych, takich jak siarkowodór i dwutlenek siarki, zmieniłoby chemię powierzchni i atmosfery Marsa.
Wszystko to miałoby drastyczny wpływ na potencjalną zamieszkalność planety. Co więcej, jak wskazał Kevin Lewis, nowe badanie pokazuje, że badania grawitacyjne mogą interpretować zapis geologiczny Marsa. „Przyszłe badania grawitacyjne mogłyby pomóc w rozróżnieniu lodu, osadów i skał magmowych w górnej skorupie planety” - powiedział.
Badanie cech powierzchni Marsa i historii geologicznej przypomina obieranie cebuli. Z każdą warstwą, którą odklejamy, otrzymujemy kolejny element układanki, który razem składa się na bogatą i zróżnicowaną historię. W nadchodzących latach i dziesięcioleciach kolejne roboty będą badać powierzchnię i atmosferę Czerwonej Planety, przygotowując się do ewentualnej misji z załogą do lat 30. XX wieku.
Wszystkie te misje pozwolą nam dowiedzieć się więcej o cieplejszej, wilgotniejszej przeszłości Marsa oraz o tym, czy kiedyś tam istniała (a może nadal!)
