Под обширна равнина, наречена Елизиум, колосален конвекционен поток в марсианската мантия, с размер около 4 000 км, може да изтласква разтопена магма чак до повърхността. Това би могло да обясни многобройните доказателства, които подсказват, че на Марс може да има вулканизъм.
На Земята подобено локализирано тяло от вулканична скала, издигащо се в кората от мантията, геолозите наричат "плюм". То започва частично да се разтопява при достигане на плитки дълбочини чрез декомпресионно топене. Това явление би създало големи обеми магма. Тази стопилка се издига на повърхността и изригва, за да образува горещи точки, които се проявяват на земята под формата на верига от вулкани като Хавайските например.
"Резултатите ни показват, че вътрешността на Марс е геодинамично активна днес, пишат планетарните геофизици Адриен Броке (Adrien Broquet) и Джефри Андрюс-Хана (Jeffrey Andrews-Hanna) от Университета в Аризона. Те предполагат, че "вулканизмът е бил предизвикаан от мантийни плюмове, възникнали в резултат от формирането на вулканичните провинции Хеспериа и Тарсис, които са миналото на равнината Елизиум (Elysium Planitia) днес."
Cerberus Fossae на Марс, където наскоро е открит вулканизъм. Кредит: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
По-голямата част от вулканизма на Марс се е случил през първите 1,5 милиарда години от неговата история, оставяйки след себе си гигантски следи като Олимп Монс (Olympus Mons) е най-високият вулкан и планина в Слънчевата система.
Но учените бяга убедени, че Марс се е охладил оттогава през последните около 3 милиарда години, че по същество е геоложки мъртъв, както отвътре, така и отвън. Сравнително старата му повърхност - на която сякаш липсват скорошни вулканични следи и тектонични движения - и липсата на глобално магнитно поле са изтъквани като причини да се смята, че няма нищо друго освен твърда, неподвижна скала чак до ядрото на Червената планета.
Но през последните години учените все пак забелязаха намеци за геоложка активност и неотдавнашните наблюдения опровергават представата за напълно мъртвия Марс. Например има метеорит от Марс, който е стигнал до Земята и който показва признаци на мантийна конвекция още преди около половин милиард години.
След това сателитни снимки разкриват доказателства за вулканични отлагания на повърхността на възраст едва 50 000 години в система от пукнатини, наречена Cerberus Fossae (на заглавната снимка).
По-късно след това марсианският спускаем апарат InSight, който наблюдава вътрешността на Марс от ноември 2018 г., разкрива значителна продължаваща сеизмична активност, съответстваща на вулканизъм.
Има и няколко други странни наблюдения. Местното гравитационно поле на равнината Елизиум например е необичайно силно, което съответства на някакъв вид подповърхностна активност.
Затова Брокет и Андрес Хана събират топографски, гравитационни, геоложки и сеизмични данни и се заемат да намерят модел, който да им подхожда.
Карта, показваща разположението на мантийния плюм в контекста на сеизмичните открития на InSight. Кредит: Broquet & Andrews-Hanna, Nat. Astron., 2022
Според техния анализ мантийният плюм отговаря на всички изисквания за определяне на "плюм". Това са издигащи се потоци горещ вътрешен материал, който се притиска към границата ядро-мантия на планетата, изтласквайки магмата нагоре и образувайки горещи точки в кората и вулканизъм на повърхността.
За да съответства на наблюдаваните данни - включително епицентровете на сеизмичната активност, открити от InSight - плюмът би трябвало да е с диаметър поне 3500 км и да е с температура между 95 и 285 Келвина по-висока от тази на околността. Това е 95 до 285 градуса по Целзий.
Това е много сходно с мантийните плюмове на Земята, които са предизвиквали вулканична дейност в миналото, която променя повърхността.
"Въпреки че Марс е по-малък от Земята, образуването на подобни големи плюмове е очаквано предвид по-ниската гравитация и по-високия вискозитет на марсианската мантия", пишат изследователите в своята статия.
"Най-добре подхождащото място за главата на плюма, предположение, базирано единствено на данни за гравитацията и топографията, е точно разположено в центъра на Cerberus Fossae, където са локализирани както скорошен вулканизъм, така и повечето марсиански земетресения."
Авторите изследването подозират, че равнината Елизиум е единственият регион на Марс с активен мантиен плюм, въпреки че втори плюм може да се крие под Тарсис. Тарсис е регион с ширина 4800 км близо до екватора в западното полукълбо на Марс, който съдържа най-големите вулкани в Слънчевата система и където учените са открили скорошна и продължаваща вулканична активност. Въпреки това може да има обяснения за вулканичната активност в Тарсис, различни от мантийния плюм, отбелязва Броке.
Скорошен експлозивен вулканичен депозит около пукнатина на системата Cerberus Fossae. Кредит: NASA/JPL/MSSS/The Murray Lab
Активни светове
Това според изследователите означава, че Марс ще бъде третата планета от Слънчевата система с активност на мантийни плюмове след Земята и Венера.
Това е резултат, който означава доста интересни неща за Марс. Може би не вулкани на повърхността, които изхвърлят лава навсякъде, а вътрешно нагряване може да предпазва езерата под марсианската повърхност от замръзване. Това се отразява на търсенето на марсиански живот като микроби, които може да са скрити в такива езера и които са далеч от наблюденията на хората.
"Продължаващата активност на плюмовете показва, че Марс днес е не само сеизмично и вулканично активен, но притежава и геодинамично активна вътрешност", пишат Броке и Андрюс-Хана.
"Плюмът под равнината Елизиум също така показва, че повърхностните вулканични потоци и сеизмичната активност не са изолирани събития, а са част от дълготрайна, активно поддържана регионална система, което има значение за дълголетието и астробиологичния потенциал на подповърхностните обитаеми среди."
„Нашето изследване показва, че Марс не е мъртъв“, коментира за Space.com водещият автор на изследването Адриен Броке.
Справка: Broquet, A., Andrews-Hanna, J.C. Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01836-3
Източник:
Colossal Discovery on Mars Could Drive Surging Magma Under The Surface, ScienceAlert
Mars sports massive hidden plume of searing rock, Charles Q. Choi, Space.com
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари