Dziwna cecha na powierzchni Marsa każe naukowcom zgadywać o jej pochodzeniu. Jest to pokład powierzchniowy minerału, który jest bardziej powszechny we wnętrzach planet. Nowe badanie pokazuje, że ten minerał wewnętrzny prawdopodobnie został wydobyty na powierzchnię przez starożytny wybuchowy wulkan.
Nili Fossae znajduje się w regionie Syrtis Major na Marsie. Jest w pobliżu Isidis Planitia, ogromnej równiny w basenie uderzeniowym na Marsie. Nili Fossae jest interesująca ze względu na złoża minerałów w okolicy i to, co te złoża mówią nam o Marsie. W szczególności zawiera duże złoże oliwinu mineralnego, który zwykle znajduje się we wnętrzu planet.
Pytanie, na które to badanie próbowało odpowiedzieć, brzmi: w jaki sposób oliwin znalazł drogę na powierzchnię?
The Olivine Within
Sam Olivine nie jest rzadki ani niezwykły. W rzeczywistości jest to podstawowy element płaszcza Ziemi. To nie jest rzadkie na Marsie. Słowo oliwina obejmuje grupę bardzo podobnych minerałów. Po pierwsze, wszystkie są zielonkawe, co tłumaczy „oliwkę” w oliwinie.
Znajduje się je w skałach magmowych, które są zasadniczo schłodzoną, zestaloną lawą.
Mając to na uwadze, nagłówek tego artykułu może wydawać się dość oczywisty. Oczywiście ten depozyt oliwinu pochodzi z wulkanu. Jak inaczej mógł wydostać się na powierzchnię z płaszcza? Ale nauka polega na szczegółach. Kiedy dokładnie w historii Marsa ten oliwin zdeponował wulkan? W jakim kontekście to się stało i czy było częścią większych wydarzeń, które ukształtowały Marsa? Jaki rodzaj zdarzenia wulkanicznego je utworzył?
Te pytania i wielkość złoża oliwinu są tym, co czyni to badanie ciekawym.
Badanie pochodzi z Brown University, w Providence, Rhode Island. Autorami są absolwenci: Christopher Kremer i Michael Bramble oraz profesor John Mustard z Wydziału Nauk o Ziemi, Środowiska i Planetologii Uniwersytetu Browna. Artykuł zatytułowany jest „Szeroko rozpowszechniony złoża popiołu bogatego w oliwiny na Marsie” i opublikowany w czasopiśmie Geology.
Nerdy mineralne
Istnieje pewien rodzaj osoby, która jest bardzo zainteresowana minerałami. Studia nad minerałami nie są niezwykłą, antyspołeczną obsesją prowadzoną w odległym zakątku kampusu uniwersyteckiego, ale stanowią fundament nauki planetarnej. Bez naszego zrozumienia minerałów nie mamy nadziei na zebranie historii Ziemi. Bylibyśmy również nieświadomi wszystkich innych planet naszego Układu Słonecznego, a także planetoid i meteorytów.
Jeśli chodzi o Marsa, nie można przecenić znaczenia zrozumienia minerałów. Rodzaje minerałów, które widzimy, gdzie je widzimy i jak się tam dostały, są kluczem do zrozumienia Marsa. A kiedy naukowcy zauważą tam niezwykłe złoża minerałów, chcą wiedzieć, jak się tam dostało.
Martian Jigsaw Puzzle
Mars to układanka. Nigdzie jej nie kończymy, ale kawałek po kawałku zaczynamy rozumieć historię tej planety. W szczególności chcemy wiedzieć, czy kiedykolwiek nadawał się do zamieszkania i czy może być domem dla mikroskopijnego życia. Na te pytania nie można tak naprawdę odpowiedzieć bezpośrednio: należy je ujawnić, wypełniając układankę marsjańską.
Ten niezwykły depozyt oliwinu jest jednym z elementów układanki.
Złoże oliwinu odkryto po raz pierwszy w 2003 r. I przedstawiono w artykule naukowym. Artykuł ten ogłosił odkrycie obszaru o powierzchni 30 000 km2 z około 30% oliwinu.
Obszar ten wyróżnia się formacją geologiczną. Jest to obszar zwany grabenami. Grabeny są dolinami z ostrymi skarpami po obu stronach, spowodowanymi przemieszczaniem się bloków ziemi w dół.
W tym wstępnym artykule autorzy stwierdzili, że „uskoki powypadkowe tego obszaru odsłoniły warstwy podpowierzchniowe bogate w oliwin”. Z biegiem lat inni badacze wymyślili inne możliwe wyjaśnienia. Niektórzy sugerują wylewny przepływ lawy. Inni sugerują, że oliwin został wydobyty przez ogromny wpływ. Być może ten sam wpływ, który stworzył ogromny basen Isidis, w którym znajduje się złoże.
To nowe badanie mówi, że oliwin został osadzony przez wybuchowy wulkanizm.
Wybuchy wulkaniczne
Dla większości z nas wulkan jest wulkanem. Ale są różne typy. Jeden typ nazywa się wybuchowym wulkanizmem.
„To jeden z najbardziej namacalnych dowodów na to, że wybuchowy wulkanizm był bardziej powszechny na wczesnym Marsie” - powiedział Christopher Kremer, absolwent Uniwersytetu Brown, który kierował pracą.
Wybuchowy wulkanizm ma miejsce, gdy magma zawiera rozpuszczone gazy, takie jak para wodna. Ten rozpuszczony gaz wytwarza duże ciśnienie w magmie, a kiedy górna skała nie wytrzymuje ciśnienia, eksploduje. Eksplozja wysyła w powietrze ogromną ilość ognistego popiołu i lawy.
Ponieważ wybuchowy wulkanizm wymaga pary wodnej, naukowcy sądzą, że ten rodzaj wybuchu wulkanicznego miał miejsce na początku życia Marsa, kiedy wokół było więcej wody. Z czasem Mars stracił wodę, a aktywność wulkaniczna byłaby mniej wybuchowa. Zostałby zastąpiony przez wylewny wulkanizm, który jest łagodniejszy i powoduje, że lawa płynie po powierzchni, zamiast eksplodować w powietrzu.
Według Kremera, istnieje wiele dowodów na tę wylewną fazę wulkaniczną w historii Marsa, podczas gdy dowody na wcześniejszą fazę wybuchową nie są tak łatwe do odkrycia, szczególnie w przypadku instrumentów orbitalnych.
„Zrozumienie, jak ważny był wybuchowy wulkanizm na wczesnym Marsie, jest ostatecznie ważne dla zrozumienia budżetu wodnego w marsjańskiej magmie, liczebności wód podziemnych i grubości atmosfery” - powiedział Kremer.
Oczy orbitalne na Marsie
Na razie wszyscy naukowcy muszą badać ten depozyt za pomocą instrumentów orbitalnych. Kremer i jego koledzy wykorzystali obrazy w wysokiej rozdzielczości z NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) do szczegółowego zbadania geologii tego obszaru. Jak powiedział Kremer w komunikacie prasowym, zajęli się innym podejściem podczas studiowania okolicy.
„Ta praca odbiegała metodologicznie od tego, co zrobili inni ludzie, patrząc na fizyczny kształt terenów składających się z tego podłoża skalnego” - powiedział Kremer. „Jaka jest geometria, grubość i orientacja warstw, które ją tworzą. Okazało się, że wybuchowe wyjaśnienie wulkanizmu i popiołów zaznacza wszystkie właściwe pola, podczas gdy wszystkie alternatywne pomysły dotyczące tego, czym może być ten depozyt, nie zgadzają się pod kilkoma ważnymi względami z tym, co obserwujemy z orbity. ”
Jedną z rzeczy, które odróżniają ten osad od innych wylewnych obszarów przepływu lawy, jest rozkład samej lawy. Podczas gdy wylewny przepływ zasadniczo rozprzestrzeniałby płynną skałę na powierzchni, gdzie gromadziłby się w nisko położonych obszarach, ten osad jest w długich ciągłych warstwach nad dolinami, kraterami, wzgórzami i innymi cechami. Według Kremera jest to o wiele bardziej zgodne z osadami popiołu z wybuchu, niż z lawą.
Ciągły depozyt wyklucza również scenariusz wpływu. Wpływ Isidis, który stworzył basen Isidis, nie mógł stworzyć tak jednolitej warstwy popiołu. Ponadto popiół osadza się na niektórych elementach stworzonych przez uderzenie Isidis.
Stan samego oliwinu wyklucza również scenariusz oddziaływania. Oliwa wykazuje oznaki trwałego i powszechnego kontaktu z wodą. Oliwina została zmieniona przez ten kontakt, znacznie bardziej niż inne oliwiny na Marsie. Autorzy twierdzą, że ten oliwin ma sens tylko w wyniku opadania popiołu, ponieważ jest on bardziej porowaty niż inne skały i pozwoliłby wodzie zetknąć się z oliwinem.
Czy łazik może rozwiązać zagadkę?
Trudno mieć absolutną pewność co do czegoś, co można studiować tylko z orbity. Na szczęście łazik zmierza w tamtą stronę.
W 2020 r. Łazik NASA Mars 2020 zostanie wypuszczony na Marsa. To miejsce lądowania? Krater Jezero, który znajduje się w złożu oliwinu. Występują odsłonięte obszary oliwinu dostępne dla łazika i wydaje się pewne, że łazik 2020 zbada go.
„Ekscytujące jest to, że wkrótce zobaczymy, czy mam rację, czy nie” - powiedział Kremer. „To trochę denerwujące, ale jeśli to nie jest popiół, prawdopodobnie będzie to coś dziwniejszego. To jest równie zabawne, jeśli nie bardziej ”.
„Jednym z 10 największych odkryć Mars 2020 będzie ustalenie, co to za jednostka oliwinowa” - powiedział Mustard, doradca Kremera. „To coś, o czym ludzie będą pisać i mówić przez długi czas”.
Gdy dowiemy się, jak pasuje do tego oliwinowego puzzla, dowiemy się czegoś o epoce wybuchowego wulkanizmu na Marsie. W związku z tym dowiemy się czegoś o starożytnej wodzie marsjańskiej. W związku z tym dowiemy się czegoś o starożytnej marsjańskiej atmosferze. Stamtąd dowiemy się czegoś o zamieszkaniu na Marsie.
Czy puzzle nie są fajne?
