Днес се разбира добре, че Марс е студена, суха и геологически мъртва планета. Въпреки това, преди милиарди години, когато беше още млада, планетата се похвали с по-плътна атмосфера и имаше течна вода на повърхността си. Преди милиони години тя също изпитва значително количество вулканична активност, което доведе до формирането на нейните масивни характеристики - като Olympus Mons, най-големият вулкан в Слънчевата система.
Доскоро учените разбраха, че марсианската вулканична дейност се ръководи от източници, различни от тектонското движение, от което планетата е била лишена от милиарди години. Въпреки това, след като проведе проучване на проби от марсиански скали, екип от изследователи от Обединеното кралство и Съединените щати заключиха, че преди много години Марс беше по-вулканично активен, отколкото се смяташе досега.
Тяхното изследване, озаглавено „Поемане на пулса на Марс чрез датиране на вулкан, хранен с Плум“, наскоро се появи в научното списание Природни комуникации, Воден от Бенджамин Коен, изследовател от Шотландските университети за екологични изследвания (SUERC) и Школата по географски и земни науки към Университета в Глазгоу, екипът направи анализ на вулканичното минало на Марс, използвайки проби от марсиански метеорити.
На Земята по-голямата част от вулканизма възниква в резултат на тектоника на плочите, които се задвижват чрез конвекция в земната мантия. Но на Марс по-голямата част от вулканичната активност е резултат от мантийни потоци, които са силно локализирани маточници, издигащи се дълбоко в мантията. Това се дължи на факта, че повърхността на Марс остава статична и хладна през последните няколко милиарда години.
Поради това марсианските вулкани (макар и сходни по морофология с екранирането на вулкани на Земята), растат до много по-големи размери от тези на Земята. Олимп Монс, например, е не само най-големият щитов вулкан на Марс, но и най-големият в Слънчевата система. Докато най-високата планина на Земята - Mt. Еверест - височина е 8 848 м (29,029 фута), Олимп Монс е висок около 22 км (13,6 мили или 72 000 фута).
Заради своето проучване д-р Коен и неговите колеги използваха радиоскопични техники за датиране, които обикновено се използват за определяне на възрастта и степента на изригване на вулканите на Земята. Такива техники обаче не са били използвани по-рано за щитови вулкани на Марс. В резултат проучването на екипа на проби от марсиански метеорити беше първият подробен анализ на темповете на растеж в марсианските вулкани.
Шестте проби, които те изследваха, са известни като нахлити, клас марсиански метеорит, който се е образувал от базалтова магма преди около 1,3 милиарда години. Те са дошли на Земята преди около 11 милиона години, след като са били взривени от лицето на Марс от ударно събитие. Провеждайки анализ на марсианските метеорити, екипът успя да открие около 90 милиона години нова информация за вулканичното минало на Марс.
Както д-р Коен обясни в прессъобщение на Университета в Глазгоу:
„От предишни изследвания знаем, че нахлите метеорити са вулканични скали и развитието на техники за датиране на възрастта през последните години направи нахлитите перфектни кандидати, които да ни помогнат да научим повече за вулканите на Марс.“
Първата стъпка беше да се демонстрира, че скалните проби наистина са марсиански по произход, което екипът потвърди чрез измерване на излагането им на космогенна радиация. От това те определят, че скалите са изгонени от повърхността на Марсиан преди 11 милиона години, най-вероятно в резултат на ударно събитие върху повърхността на Марсиан. След това прилагат високоточна радиоскопична техника, известна като 40Аг /39Ar запознанства.
Това се състоеше в използване на благороден газов мас-спектромер за измерване на количеството на аргона, натрупано в пробите, което е резултат от естествения радиоактивен разпад на калий. От това те успяха да получат нова информация за повърхността на Марсиан на стойност 90 милиона години. Резултатите от техния анализ показват, че съществуват значителни разлики във вулканичната история между Земята и Марс. Както обясни д-р Коен:
„Установихме, че нахлитите са се образували от най-малко четири изригвания в течение на 90 милиона години. Това е много дълго време за вулкан и много по-дълго от продължителността на земните вулкани, които обикновено са активни само за няколко милиона години. И това е само надраскване на повърхността на вулкана, тъй като само много малко количество скала би било изхвърлено от кратера на удара - така че вулканът трябва да е действал много по-дълго. "
Освен това екипът успя да стеснява от кои вулкани произлизат техните скални проби. Предишни проучвания, проведени от НАСА, разкриха няколко кандидати за възможния кратер от източник nakhlite. Само едно от местата обаче съвпада с техните резултати по отношение на възрастта на вулканичните изригвания и въздействието, което би изхвърлило пробите в космоса.
Този конкретен кратер (който понастоящем е неназован) се намира във вулканичните равнини, известни като Elysium Planitia, на около 900 км (560 мили) от върха на вулкана Elysium Mons - който е висок 12,6 km (7,8 мили). Той също се намира на около 2000 км (1243 мили) северно от мястото, където в момента е роверът на НАСА Curiosity. Както обясни Коен, НАСА има чудесно подробни сателитни снимки на този конкретен кратер.
"Той е широк 6,5 км и е запазил изхвърлящи лъчи от отломки", каза той. „И успяхме да видим множество хоризонтални ленти по стените на кратера - които показват, че скалите образуват слоеве, като всеки слой се интерпретира като отделен поток от лава. Това проучване успя да даде по-ясна картина в историята на нахлите метеорити, и от своя страна най-големите вулкани в Слънчевата система. "
В бъдеще пробните връщания и екипираните мисии до Марс със сигурност ще прояснят тази картина още повече. Като се има предвид, че Марс, подобно на Земята, е земна планета, знаейки всичко, което можем за геоложката му история, в крайна сметка ще подобри нашето разбиране за това как са се образували скалните планети на Слънчевата система. Накратко, колкото повече знаем за вулканичната история на Марс, толкова повече ще можем да научим за формирането и еволюцията на Слънчевата система.
