Ένα παράξενο χαρακτηριστικό στην επιφάνεια του Άρη έχει κρατήσει τους επιστήμονες να μαντέψουν για την προέλευσή του. Είναι μια επιφανειακή απόθεση ενός ορυκτού που είναι πιο συχνή στους εσωτερικούς χώρους των πλανητών. Μια νέα μελέτη δείχνει ότι αυτό το εσωτερικό ορυκτό πιθανότατα φέρθηκε στην επιφάνεια από ένα αρχαίο εκρηκτικό ηφαίστειο.
Το Nili Fossae βρίσκεται στην περιοχή του Σύρτη στον Άρη. Βρίσκεται κοντά στο Isidis Planitia, μια τεράστια πεδιάδα μέσα σε μια λεκάνη κρούσης στον Άρη. Η Nili Fossae είναι ενδιαφέρουσα λόγω των αποθεμάτων ορυκτών στην περιοχή και αυτά που μας λένε για τον Άρη. Συγκεκριμένα, περιέχει μια μεγάλη εναπόθεση της ορυκτής ολιβίνης, η οποία βρίσκεται συνήθως στο εσωτερικό των πλανητών.
Το ερώτημα που αυτή η μελέτη προσπάθησε να απαντήσει είναι πώς βρήκε το olivine στην επιφάνεια;
Το Olivine Within
Η ίδια η Olivine δεν είναι σπάνια ή αξιοσημείωτη. Στην πραγματικότητα, είναι το κύριο συστατικό του μανδύα της Γης. Δεν είναι σπάνιο ούτε στον Άρη. Η λέξη olivine καλύπτει πραγματικά μια ομάδα ορυκτών που είναι πολύ παρόμοιες. Πρώτον, είναι όλοι πρασινωποί, κάτι που εξηγεί την «ελιά» στην ελιά.
Βρίσκονται σε πυριγενείς πέτρες, οι οποίοι είναι βασικά δροσισμένοι, στερεοποιημένοι λάβα.
Έχοντας αυτό υπόψη, ο τίτλος αυτού του άρθρου μπορεί να φαίνεται αρκετά προφανής. Φυσικά, αυτή η εναπόθεση ολιβίνης προήλθε από ένα ηφαίστειο. Πώς αλλιώς θα μπορούσε να φτάσει στην επιφάνεια από το μανδύα; Αλλά η επιστήμη έχει να κάνει με τις λεπτομέρειες. Πότε, ακριβώς, στην ιστορία του Άρη κατατέθηκε αυτή η ολιβίνη από ένα ηφαίστειο; Σε ποιο πλαίσιο συνέβη και ήταν μέρος μεγαλύτερων γεγονότων που διαμόρφωσαν τον Άρη; Τι είδους ηφαιστειακό συμβάν το δημιούργησε;
Αυτές οι ερωτήσεις και το μέγεθος της εν λόγω κατάθεσης ολιβίνης είναι αυτά που κάνουν αυτή τη μελέτη ενδιαφέρουσα.
Η μελέτη προέρχεται από το Πανεπιστήμιο Brown, στο Providence του Ρόουντ Άιλαντ. Οι συγγραφείς είναι μαθητές απόφοιτου Christopher Kremer και Michael Bramble, και καθηγητής John Mustard, από το Τμήμα Γης, Περιβαλλοντικών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Brown. Η εφημερίδα ονομάζεται «Μια διαδεδομένη κατάθεση τέφρας πλούσια σε ολιβίνη στον Άρη» και δημοσιεύεται στο περιοδικό Geology.
Mineral Nerds
Υπάρχει ένας συγκεκριμένος τύπος ατόμου που ενδιαφέρεται ιδιαίτερα για τα ορυκτά. Αντί να είναι μια ασυνήθιστη, αντικοινωνική εμμονή που επιδιώκεται σε μια μακρινή γωνία μιας πανεπιστημιούπολης, η μελέτη των ορυκτών είναι ένα δομικό στοιχείο της πλανητικής επιστήμης. Χωρίς την κατανόησή μας για τα ορυκτά, δεν έχουμε καμία ελπίδα να συνενώσουμε την ιστορία της Γης. Θα ήμασταν επίσης ανίδεοι για όλους τους άλλους πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα, και για τους αστεροειδείς και τους μετεωρίτες.
Όσον αφορά τον Άρη, η σημασία της κατανόησης των ορυκτών δεν μπορεί να τονιστεί υπερβολικά. Οι τύποι ορυκτών που βλέπουμε, πού τα βλέπουμε και πώς φτάνουν εκεί, είναι όλα στοιχεία για την κατανόηση του Άρη. Και όταν οι επιστήμονες εντοπίζουν μια ασυνήθιστη εναπόθεση ορυκτών εκεί, θέλουν να μάθουν πώς έφτασαν εκεί.
Παζλ Martian
Ο Άρης είναι ένα παζλ. Δεν το πλησιάζουμε πουθενά, αλλά κατά κομμάτι αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε την ιστορία αυτού του πλανήτη. Συγκεκριμένα, θέλουμε να μάθουμε αν ήταν ποτέ κατοικήσιμο και αν θα μπορούσε να φιλοξενήσει κάποια μικροσκοπική ζωή. Αυτές οι ερωτήσεις δεν μπορούν πραγματικά να απαντηθούν άμεσα: πρέπει να αποκαλυφθούν συμπληρώνοντας το παζλ Martian.
Αυτή η ασυνήθιστη εναπόθεση ολιβίνης είναι ένα από τα κομμάτια του παζλ.
Αυτή η κατάθεση ολιβίνης ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 2003 και παρουσιάστηκε σε ένα έγγραφο στο Science. Αυτό το έγγραφο ανακοίνωσε την ανακάλυψη μιας έκτασης 30.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων με περίπου 30% ολιβίνη.
Η περιοχή είναι αξιοσημείωτη για τον γεωλογικό της σχηματισμό. Είναι μια περιοχή με αυτό που ονομάζεται grabens. Οι Grabens είναι κοιλάδες με αιχμηρές διακλαδώσεις και στις δύο πλευρές, που προκαλούνται από την προς τα κάτω μετατόπιση τεμαχίων γης.
Σε αυτό το αρχικό άρθρο, οι συγγραφείς ανέφεραν ότι «η βλάβη μετά την πρόσκρουση αυτής της περιοχής έχει εκθέσει στρώματα κάτω από την επιφάνεια πλούσια σε ολιβίνη». Με τα χρόνια, άλλοι ερευνητές έχουν βρει άλλες πιθανές εξηγήσεις. Μερικοί έχουν προτείνει την αποτελεσματική ροή λάβας. Άλλοι έχουν προτείνει ότι η ολιβίνη βυθίστηκε από μια τεράστια επίδραση. Ίσως ο ίδιος αντίκτυπος που δημιούργησε την τεράστια λεκάνη του Isidis όπου βρίσκεται η κατάθεση.
Αυτή η νέα μελέτη λέει ότι η ολιβίνη κατατέθηκε από εκρηκτικό ηφαιστειακό.
Ηφαιστειακές εκρήξεις
Για τους περισσότερους από εμάς, ένα ηφαίστειο είναι ένα ηφαίστειο. Υπάρχουν όμως διαφορετικοί τύποι. Ένας τύπος ονομάζεται εκρηκτικός ηφαιστειακός.
«Αυτό είναι ένα από τα πιο απτά αποδεικτικά στοιχεία για την ιδέα ότι ο εκρηκτικός ηφαιστειακός ήταν πιο συνηθισμένος στον πρώιμο Άρη», δήλωσε ο Christopher Kremer, απόφοιτος φοιτητής στο Πανεπιστήμιο Brown που ηγήθηκε του έργου.
Εκρηκτικός ηφαιστειακός συμβαίνει όταν το μάγμα περιέχει διαλυμένα αέρια όπως υδρατμούς. Αυτό το διαλυμένο αέριο δημιουργεί μεγάλη πίεση στο μάγμα και όταν ο εναέριος βράχος δεν αντέχει την πίεση, εκρήγνυται. Αυτή η έκρηξη στέλνει μια τεράστια ποσότητα πυρκαγιάς τέφρας και λάβας στον αέρα.
Δεδομένου ότι ο εκρηκτικός ηφαιστεισμός απαιτεί υδρατμούς, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο τύπος ηφαιστειακής έκρηξης συνέβη νωρίς στη ζωή του Άρη, όταν υπήρχε περισσότερο νερό. Με τον καιρό, ο Άρης έχασε το νερό του και η ηφαιστειακή δραστηριότητα θα ήταν λιγότερο εκρηκτική. Θα είχε αντικατασταθεί από αυτό που λέγεται ογκώδης ηφαιστειακός, ο οποίος είναι πιο ήπιος και προκαλεί τη ροή της λάβας σε όλη την επιφάνεια, αντί να εκραγεί στον αέρα.
Σύμφωνα με τον Kremer, υπάρχουν πολλά αποδεικτικά στοιχεία για αυτήν την εντυπωσιακή ηφαιστειακή φάση στην ιστορία του Άρη, ενώ στοιχεία για την προηγούμενη, εκρηκτική φάση δεν εντοπίζονται τόσο εύκολα, ειδικά με τροχιακά όργανα.
«Η κατανόηση του πόσο σημαντικού εκρηκτικού ηφαιστείου ήταν στις αρχές του Άρη είναι τελικά σημαντική για την κατανόηση του προϋπολογισμού του νερού στο μάγμα του Άρη, την αφθονία των υπόγειων υδάτων και το πάχος της ατμόσφαιρας», δήλωσε ο Kremer.
Τροχιακά μάτια στον Άρη
Προς το παρόν, όλοι οι επιστήμονες πρέπει να μελετήσουν αυτήν την κατάθεση με τροχιακά όργανα. Ο Kremer και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν εικόνες υψηλής ανάλυσης από το Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) της NASA για να μελετήσουν λεπτομερώς τη γεωλογία της περιοχής. Όπως είπε ο Kremer σε δελτίο τύπου, έκαναν διαφορετική στάση όταν μελετούσαν την περιοχή.
«Αυτό το έργο αποχώρησε μεθοδολογικά από ό, τι έχουν κάνει άλλοι βλέποντας τη φυσική μορφή των εδαφών που αποτελούνται από αυτό το θεμέλιο», είπε ο Kremer. «Ποια είναι η γεωμετρία, το πάχος και ο προσανατολισμός των επιπέδων που το συνθέτουν. Διαπιστώσαμε ότι ο εκρηκτικός ηφαιστειακός και η εξήγηση της ασφάλτου σημειώνει όλα τα σωστά κουτιά, ενώ όλες οι εναλλακτικές ιδέες για το τι μπορεί να διαφωνεί αυτή η κατάθεση από πολλές σημαντικές απόψεις με αυτά που παρατηρούμε από την τροχιά. "
Ένα από τα πράγματα που διαφοροποιούν αυτήν την εναπόθεση από άλλες περιοχές της ροής λάβας είναι η κατανομή της ίδιας της λάβας. Ενώ μια ρευστή ροή απλώνει βασικά υγρό βράχο στην επιφάνεια, όπου θα συγκεντρώνεται σε χαμηλές περιοχές, αυτή η εναπόθεση βρίσκεται σε μακρά συνεχή στρώματα πάνω από κοιλάδες, κρατήρες, λόφους και άλλα χαρακτηριστικά. Σύμφωνα με τον Kremer, αυτό είναι πολύ πιο συνεπές με την καθίζηση τέφρας από εκρηκτική έκρηξη από ό, τι με τη ροή λάβας.
Η συνεχής κατάθεση αποκλείει επίσης το σενάριο επιπτώσεων. Ο αντίκτυπος του Isidis που δημιούργησε τη λεκάνη του Isidis δεν μπορεί να έχει δημιουργήσει ένα τόσο ομοιόμορφο στρώμα τέφρας. Επίσης, η τέφρα εναποτίθεται πάνω από μερικά από τα χαρακτηριστικά που δημιουργούνται από τον αντίκτυπο Isidis.
Η κατάσταση της ίδιας της ολιβίνης αποκλείει επίσης το σενάριο επιπτώσεων. Η ολιβίνη δείχνει ενδείξεις παρατεταμένης και εκτεταμένης επαφής με το νερό. Η ολιβίνη άλλαξε με αυτήν την επαφή, πολύ περισσότερο από άλλες ολιβινές στον Άρη. Οι συγγραφείς λένε ότι μόνο το νόημα αυτής της ολιβίνης ήταν από την πτώση της τέφρας, καθώς η τέφρα είναι πολύ πιο πορώδης από άλλα βράχια και θα επέτρεπε στο νερό να έρθει σε επαφή με την ολιβίνη.
Μπορεί ένας Rover να λύσει το παζλ;
Είναι δύσκολο να είμαστε απόλυτα σίγουροι για κάτι που μπορείτε να μελετήσετε μόνο από την τροχιά. Ευτυχώς, ένας rover κατευθύνεται με αυτόν τον τρόπο.
Το 2020, το rover Mars 2020 της NASA θα κυκλοφορήσει στον Άρη. Ο ιστότοπος προορισμού του; Ο κρατήρας Jezero, που βρίσκεται μέσα στην κατάθεση ολιβίνης. Υπάρχουν εκτεθειμένες περιοχές ολιβίνης προσβάσιμες στο rover και φαίνεται βέβαιο ότι το 2020 θα το μελετήσει.
"Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι θα δούμε πολύ σύντομα εάν είμαι σωστός ή λάθος", δήλωσε ο Kremer. «Λοιπόν, αυτό είναι λίγο σπασμένο νεύρο, αλλά αν δεν πρόκειται για στάχτη, πιθανότατα θα είναι κάτι πολύ πιο παράξενο. Αυτό είναι εξίσου διασκεδαστικό, αν όχι περισσότερο. "
«Μία από τις 10 κορυφαίες ανακαλύψεις του Άρη 2020 θα είναι να καταλάβει ποια είναι αυτή η μονάδα ελιάς», δήλωσε ο Mustard, σύμβουλος του Kremer. "Αυτό είναι κάτι που οι άνθρωποι γράφουν και μιλούν για πολύ καιρό."
Μόλις μάθουμε πώς ταιριάζει αυτό το κομμάτι παζλ olivine, θα ξέρουμε κάτι για την εποχή του εκρηκτικού ηφαιστείου στον Άρη. Κατ 'επέκταση, θα γνωρίζουμε κάτι για το αρχαίο νερό του Άρη. Κατ 'επέκταση από αυτό, θα γνωρίζουμε κάτι για την αρχαία αττική ατμόσφαιρα. Από εκεί, θα ξέρουμε κάτι σχετικά με την κατοικησιμότητα του Άρη.
Δεν είναι διασκεδαστικό το παζλ;
