Σήμερα, είναι καλά κατανοητό ότι ο Άρης είναι ένας κρύος, ξηρός και γεωλογικά νεκρός πλανήτης. Ωστόσο, πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ήταν ακόμη νέος, ο πλανήτης καυχιόταν μια πυκνότερη ατμόσφαιρα και είχε υγρό νερό στην επιφάνειά του. Πριν από εκατομμύρια χρόνια, γνώρισε επίσης μια σημαντική ποσότητα ηφαιστειακής δραστηριότητας, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό των τεράστιων χαρακτηριστικών της - όπως το Olympus Mons, το μεγαλύτερο ηφαίστειο στο Ηλιακό Σύστημα.
Μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα του Άρη οφείλεται σε άλλες πηγές εκτός από την τεκτονική κίνηση, την οποία ο πλανήτης στερείται για δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, μετά τη διεξαγωγή μελέτης για δείγματα πετρωμάτων του Άρη, μια ομάδα ερευνητών από το Ηνωμένο Βασίλειο και τις Ηνωμένες Πολιτείες κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πριν από αιώνες, ο Άρης ήταν πιο ηφαιστειακά ενεργός από ό, τι πιστεύεται προηγουμένως.
Η μελέτη τους, με τίτλο «Λήψη του σφυγμού του Άρη μέσω χρονολόγησης ενός ηφαιστείου που τρέφεται με λοφίο», πρόσφατα εμφανίστηκε στο επιστημονικό περιοδικό Επικοινωνία φύσης. Με επικεφαλής τον Benjamin Cohen, ερευνητή στο Scottish Universities Environmental Research Center (SUERC) και τη Σχολή Γεωγραφικών και Γη Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης, η ομάδα πραγματοποίησε μια ανάλυση του ηφαιστειακού παρελθόντος του Άρη χρησιμοποιώντας δείγματα μετεωριτών του Άρη.
Στη Γη, η πλειονότητα του ηφαιστείου συμβαίνει ως αποτέλεσμα της τεκτονικής των πλακών, τα οποία οδηγούνται από τη μεταφορά στο μανδύα της Γης. Όμως στον Άρη, η πλειονότητα της ηφαιστειακής δραστηριότητας είναι το αποτέλεσμα των μανδύων μανδύα, τα οποία είναι εξαιρετικά εντοπισμένα ανακούφιση μάγματος που ανεβαίνουν από βαθιά μέσα στο μανδύα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η επιφάνεια του Άρη παρέμεινε στατική και δροσερή τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια.
Εξαιτίας αυτού, τα ηφαίστεια του Άρη (παρόλο που μοιάζουν στη μορφολογία με τα ηφαίστεια στη Γη), μεγαλώνουν σε πολύ μεγαλύτερα μεγέθη από αυτά της Γης. Το Olympus Mons, για παράδειγμα, δεν είναι μόνο το μεγαλύτερο ηφαίστειο ασπίδας στον Άρη, αλλά και το μεγαλύτερο στο Ηλιακό Σύστημα. Ενώ το ψηλότερο βουνό στη Γη - Όρος Το Έβερεστ - έχει ύψος 8.848 μ. (29.029 πόδια), ο Όλυμπος Μονς έχει ύψος περίπου 22 χλμ.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Δρ Cohen και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ραδιοσκοπικές τεχνικές γνωριμιών, οι οποίες χρησιμοποιούνται συνήθως για τον προσδιορισμό της ηλικίας και του ρυθμού έκρηξης των ηφαιστείων στη Γη. Ωστόσο, τέτοιες τεχνικές δεν έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για ηφαίστεια ασπίδας στον Άρη. Ως αποτέλεσμα, η μελέτη της ομάδας για δείγματα μετεωριτών του Άρη ήταν η πρώτη λεπτομερής ανάλυση των ποσοστών ανάπτυξης στα ηφαίστεια του Άρη.
Τα έξι δείγματα που εξέτασαν είναι γνωστά ως nakhlites, μια κατηγορία μετεωρίτη του Άρη που σχηματίστηκε από βασαλτικό μάγμα περίπου 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτά ήρθαν στη Γη πριν από περίπου 11 εκατομμύρια χρόνια αφού εκρήχθηκαν από το πρόσωπο του Άρη από ένα συμβάν κρούσης. Διενεργώντας μια ανάλυση των μετεωριτών του Άρη, η ομάδα μπόρεσε να αποκαλύψει νέες πληροφορίες αξίας περίπου 90 εκατομμυρίων ετών σχετικά με το ηφαιστειακό παρελθόν του Άρη.
Όπως εξήγησε ο Δρ Cohen σε δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης:
«Γνωρίζουμε από προηγούμενες μελέτες ότι οι μετεωρίτες nakhlite είναι ηφαιστειακοί βράχοι και η ανάπτυξη τεχνικών χρονολόγησης των ηλικιών τα τελευταία χρόνια έκανε τους nakhlites τέλειους υποψήφιους για να μας βοηθήσουν να μάθουμε περισσότερα για τα ηφαίστεια στον Άρη».
Το πρώτο βήμα ήταν να δείξουμε ότι τα δείγματα βράχου ήταν πράγματι Άρια προέλευσης, τα οποία επιβεβαίωσε η ομάδα μετρώντας την έκθεσή τους σε κοσμογονική ακτινοβολία. Από αυτό, διαπίστωσαν ότι οι βράχοι εκδιώχθηκαν από την επιφάνεια του Άρη πριν από 11 εκατομμύρια χρόνια, πιθανότατα ως αποτέλεσμα ενός γεγονότος κρούσης στην επιφάνεια του Άρη. Στη συνέχεια εφάρμοσαν μια ραδιοσκοπική τεχνική υψηλής ακρίβειας γνωστή ως 40Άρ /39Γνωρίζω.
Αυτό συνίστατο στη χρήση φασματομερούς ευγενούς μάζας αερίου για τη μέτρηση της ποσότητας αργού που συσσωρεύτηκε στα δείγματα, η οποία είναι το αποτέλεσμα της φυσικής ραδιενεργού αποσύνθεσης του καλίου. Από αυτό, κατάφεραν να αποκτήσουν νέες πληροφορίες αξίας 90 εκατομμυρίων ετών σχετικά με την επιφάνεια του Άρη. Τα αποτελέσματα της ανάλυσής τους έδειξαν ότι υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην ηφαιστειακή ιστορία μεταξύ της Γης και του Άρη. Όπως εξήγησε ο Δρ Cohen:
«Διαπιστώσαμε ότι οι Nakhlites σχηματίστηκαν από τουλάχιστον τέσσερις εκρήξεις κατά τη διάρκεια 90 εκατομμυρίων ετών. Αυτό είναι πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα για ένα ηφαίστειο και πολύ μεγαλύτερο από τη διάρκεια των χερσαίων ηφαιστείων, τα οποία είναι συνήθως ενεργά μόνο για μερικά εκατομμύρια χρόνια. Και αυτό είναι μόνο το ξύσιμο της επιφάνειας του ηφαιστείου, καθώς μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα βράχου θα είχε εκτοξευτεί από τον κρατήρα πρόσκρουσης - έτσι το ηφαίστειο πρέπει να ήταν ενεργό για πολύ περισσότερο. "
Επιπλέον, η ομάδα μπόρεσε επίσης να περιορίσει τα ηφαίστεια από τα δείγματα των βράχων τους. Προηγούμενες μελέτες που διεξήγαγε η NASA αποκάλυψαν αρκετούς υποψηφίους για τον πιθανό κρατήρα πηγής nakhlite. Ωστόσο, μόνο μία από τις τοποθεσίες ταιριάζει με τα αποτελέσματά τους όσον αφορά την ηλικία των ηφαιστειακών εκρήξεων και τον αντίκτυπο που θα είχε εκτοξεύσει τα δείγματα στο διάστημα.
Αυτός ο συγκεκριμένος κρατήρας (ο οποίος είναι σήμερα ανώνυμος) βρίσκεται στις ηφαιστειακές πεδιάδες που είναι γνωστές ως Elysium Planitia, περίπου 900 χλμ. (560 mi) μακριά από την κορυφή του ηφαιστείου Elysium Mons - ύψους 12,6 km (7,8 mi). Βρίσκεται επίσης περίπου 2000 χλμ. (1243 mi) βόρεια από το σημείο όπου βρίσκεται το NASA Curiosity rover. Όπως εξήγησε ο Cohen, η NASA έχει μερικές υπέροχες λεπτομερείς δορυφορικές εικόνες αυτού του συγκεκριμένου κρατήρα.
«Έχει πλάτος 6,5 χιλιόμετρα και έχει διατηρήσει τις ακτίνες των συντριμμιών», είπε. «Και καταφέραμε να δούμε πολλές οριζόντιες ζώνες στα τοιχώματα του κρατήρα - που δείχνουν ότι οι βράχοι σχηματίζουν στρώματα, με κάθε στρώμα να ερμηνεύεται ως ξεχωριστή ροή λάβας. Αυτή η μελέτη μπόρεσε να δώσει μια σαφέστερη εικόνα για την ιστορία των μετεωριτών Nakhlite και με τη σειρά της τα μεγαλύτερα ηφαίστεια στο ηλιακό σύστημα. "
Στο μέλλον, οι αποστολές δείγματος και οι αποστολές στο Άρη σίγουρα θα καθαρίσουν αυτήν την εικόνα ακόμη περισσότερο. Δεδομένου ότι ο Άρης, όπως και η Γη, είναι ένας επίγειος πλανήτης, γνωρίζοντας ό, τι μπορούμε για τη γεωλογική του ιστορία θα βελτιώσει τελικά την κατανόησή μας για το πώς σχηματίστηκαν οι βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος. Εν ολίγοις, όσο περισσότερα γνωρίζουμε για την ηφαιστειακή ιστορία του Άρη, τόσο περισσότερο θα μπορούμε να μάθουμε για τον σχηματισμό και την εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος.
