Планетология

Новые подсказки, подтверждающие бурное вулканическое прошлое Марса


Анализируя данные, собранные на Марсе прибором Spirit Microscopic Imager, группа исследователей из Университета штата Аризона выдвинула новые гипотезы о природе загадочного субстрата из оливиновых пород на красной планете. Он мог возникнуть в результате сильных вулканических взрывов, и породы были бы похожи на земной игнимбрит.

На протяжении десятилетий одной из целей полетов на Марс было определение его истории. Его формирование, эволюция, что привело к тому, что он стал таким, каким мы его видим сегодня. Теперь, проанализировав данные, полученные в течение многих лет на красной планете, группа исследователей определила, что загадочный субстрат из богатой оливином породы в кратере Гусева, а также в районе кратера Езеро и вокруг него, может быть типом породы, похожей на то, что на Земле называется "игнимбрит".

Эта порода является как магматической, так и осадочной, и образовалась в результате взрывных извержений из огромных вулканических кальдер. Значит, он может быть и на Марсе. Если команда, возглавляемая Стивом Раффом из Школы изучения Земли и космоса Университета штата Аризона, окажется права, это может привести к лучшему пониманию субстрата пород, богатых оливином, в других местах Марса. Кроме того, это может указывать на то, что на древнем Марсе этот стиль вулканизма был гораздо более распространен, чем в настоящее время.

Субстрат из оливиновых пород

Почти два десятилетия продолжаются дебаты о происхождении богатого оливином субстрата марсианских пород, покрывающего значительную часть региона под названием Nili Fossae, в который входит кратер Езеро. Всего несколько месяцев назад Perseverance уже подтвердил вулканическое происхождение каменистого субстрата кратера Езеро, что стало важным ключом к более широкому поиску.

Область кратера Езеро на поверхности Марса.

Оливин - это силикатный минерал из магмы, образовавшейся в мантии Марса. Поэтому вулканический процесс представляется разумным объяснением происхождения оливинсодержащих пород на Марсе. Однако в течение многих лет выдвигались многочисленные идеи альтернативного сценария - от лавовых потоков до гигантского удара, извлекшего оливин из мантии. Было отмечено, что в двух местах наблюдается самое высокое содержание оливина, когда-либо обнаруженного на красной планете:

  1. Кратер Гусева, исследованный 16 лет назад марсоходом НАСА Spirit;
  2. регион Nili Fossae, где ровер НАСА Perseverance (запущенный в 2020 году) в настоящее время исследует область вокруг кратера Езеро.

Сходство в составе и морфологии оливиносодержащих пород поразительно, несмотря на большое расстояние между двумя марсианскими точками. То, что никогда ранее не изучалось досконально.

Земные игнимбриты и их аналог на Марсе

Рафф и его команда изучили мозаику изображений, полученных с помощью прибора Spirit Microscopic Imager, и отметили камни из кратера Гусева с необычной текстурой. Просматривая онлайн-каталог с изображениями пород на Земле, исследователи наткнулись на вулканические породы с текстурой, удивительно похожей на марсианскую. Изображения были получены из разновидности земной породы под названием "игнимбрит", которая является одновременно и магматической, и осадочной.

Изображение слева - это мозаика, полученная с помощью прибора Spirit Microscopic Imager, на которой видны диагонально ориентированные темные тени с формами, напоминающими пламя. Это возможные фрагменты пемзы, включающие светлоокрашенные кристаллы (белый прямоугольник), похожие на те, что находятся в игнимбрите с Земли (справа). Темные части - это тени аппаратуры марсохода.

История красной планеты оказалась более бурной, чем ожидалось

Игнимбриты образуются в результате потоков пирокластического пепла, пемзы и блоков при крупнейших известных вулканических взрывах на Земле. После своего образования отложения игнимбрита медленно остывают в течение нескольких месяцев или лет.

По мере остывания образуются сложные сети трещин, известные как швы охлаждения, а толстые кучи пепла и пемзы сжимаются. Рафф признал эти текстуры такими же, как те, что образуются в отложениях богатых оливином пород на Марсе, что увеличивает доказательства происхождения игнимбрита. А также знание того, что Марс в прошлом должен был сотрясаться от сильных вулканических извержений, чтобы образовались богатые оливином скалистые отложения, которые мы видим сегодня.

Что будет искать Perseverance и будущие марсоходы?

На Земле игнимбриты встречаются в таких местах, как Йеллоустонский национальный парк в США. Камни желтого цвета - это игнимбриты из огромной вулканической кальдеры, которая образовалась в период, начавшийся около 2,1 миллиона лет назад, и в настоящее время полностью заполнена. Рафф заявил:

Ранее никто не предлагал игнимбриты в качестве объяснения субстрата из богатых оливином пород на Марсе. И вполне возможно, что это именно тот тип породы, который марсоход Perseverance возил и отбирал образцы в течение последнего года.

На ложноцветном изображении слева показаны богатые оливином отложения в районе Nili Fossae на Марсе в сравнении со сварными игнимбритовыми отложениями на Земле. Разломы в примере Земли представляют собой охлаждающие швы, которые очень похожи на швы на Марсе.

С учетом новых результатов этого исследования, возможно, что игнимбриты встречаются как в кратерах Езеро и Гусева, так и в других местах с субстратом из пород, богатых оливином. Все они, по-видимому, образовались на ранних этапах истории Марса, в течение первого миллиарда лет или около того.

"Возможно, это указывает на стиль вулканизма - взрывные извержения богатой оливином магмы, которые происходили на ранних этапах геологической эволюции планеты", — пояснил Рафф. "Ответ в случае Марса может быть получен из образцов пород, собранных "Персеверансом" и возвращенных на Землю будущими миссиями". Поэтому мы с нетерпением ждем, что смогут открыть нам Персеверенс и его будущие коллеги.

С полным текстом исследования, опубликованным в журнале Icarus, можно ознакомиться здесь.

Подписывайтесь на нас
Back to top button