Podivný rys na povrchu Marsu udržuje vědce hádat o jeho původu. Je to povrchové ložisko minerálu, které je běžnější v interiérech planet. Nová studie ukazuje, že tento vnitřní minerál byl pravděpodobně přiveden na povrch starou výbušnou sopkou.
Nili Fossae se nachází v regionu Syrtis Major na Marsu. Je poblíž Isidis Planitia, obrovské pláně uvnitř nárazové nádrže na Marsu. Nili Fossae je zajímavá kvůli nerostným ložiskům v této oblasti a tomu, co nám tato ložiska říkají o Marsu. Konkrétně obsahuje velké ložisko minerálního olivinu, které se obvykle nachází ve vnitřku planet.
Otázka, na kterou se tato studie pokusila odpovědět, je, jak se olivín dostal na povrch?
The Olivine inside
Olivin sám o sobě není vzácný nebo pozoruhodný. Ve skutečnosti je to primární součást zemského pláště. Ani na Marsu to není vzácné. Slovo olivin ve skutečnosti zahrnuje skupinu minerálů, které jsou velmi podobné. Jednak jsou všichni nazelenalé, což vysvětluje „olivu“ v olivinu.
Nacházejí se v vyvřelých horninách, které jsou v podstatě chlazené, zpevněné lávy.
S ohledem na to se nadpis tohoto článku může zdát docela zřejmý. Samozřejmě tento vklad olivinu pocházel ze sopky. Jak jinak se to mohlo dostat na povrch z pláště? Ale věda je hlavně o detailech. Kdy přesně v marťanské historii byla tato olivina uložena sopkou? V jakém kontextu se to stalo, a byla to součást větších událostí, které formovaly Mars? Jaký typ sopečné události ji vytvořil?
Tyto otázky a velikost dotčeného olivinového depozitu jsou důvodem, proč je tato studie zajímavá.
Studie pochází z Brown University v Providence na Rhode Islandu. Autoři jsou absolventi Christopher Kremer a Michael Bramble a profesor John Mustard z Katedry Země, životního prostředí a planetárních věd na Brownově univerzitě. Příspěvek se nazývá „Rozsáhlý depozit popela bohatého na oliviny na Marsu“ a je publikován v časopise Geology.
Minerální blbci
Existuje určitý typ člověka, který se o minerály velmi zajímá. Studium minerálů není zdaleka neobvyklou, antisociální posedlostí ve vzdáleném koutě univerzitního kampusu, stavebním kamenem planetární vědy. Bez našeho porozumění minerálům nemáme žádnou naději na to, abychom spojili historii Země. Také bychom nevěděli o všech ostatních planetách naší sluneční soustavy, a také o asteroidech a meteoritech.
Pokud jde o Mars, nelze pochopit význam porozumění minerálům. Typy minerálů, které vidíme, kde je vidíme, a jak se tam dostaly, jsou vodítka k porozumění Marsu. A když tam vědci spatří neobvyklé ložisko nerostů, chtějí vědět, jak se tam dostalo.
Marťanská skládačka
Mars je skládačka. Nikde jsme to nedokončili, ale kousek po kousku začneme chápat historii této planety. Konkrétně chceme vědět, zda to bylo někdy obyvatelné a zda by mohlo být domovem nějakého mikroskopického života. Na tyto otázky nelze skutečně odpovědět přímo: musí být odhaleny vyplněním marťanské skládačky.
Tento neobvyklý vklad olivinu je jedním z kousků skládačky.
Tato ložiska olivinu byla poprvé objevena v roce 2003 a představena v novinách Science. Tento dokument oznámil objev oblasti o rozloze 30 000 čtverečních kilometrů s asi 30% olivinem.
Oblast je pozoruhodná svou geologickou formací. Je to oblast, která se nazývá grabeny. Grabeny jsou údolí s ostrými srázy na obou stranách, které jsou způsobeny posunutím bloků země směrem dolů.
V tomto úvodním článku autoři uvedli, že „po dopadu této oblasti byly odhaleny podpovrchové vrstvy bohaté na olivin“. V průběhu let přišli další vědci s dalšími možnými vysvětleními. Někteří navrhli efuzivní lávový proud. Jiní navrhli, že olivin byl bagrován masivním dopadem. Možná stejný dopad, který vytvořil obrovskou pánev Isidis, kde se nachází vklad.
Tato nová studie říká, že olivin byl uložen výbušným vulkanismem.
Sopečné výbuchy
Pro většinu z nás je sopka sopka. Existují však různé typy. Jeden typ se nazývá výbušný vulkanismus.
"Je to jeden z nejhmatatelnějších důkazů, které se dosud týkají myšlenky, že výbušný vulkanismus byl na raném Marsu běžnější," uvedl Christopher Kremer, postgraduální student Brown University, který vedl práci.
K explozivní vulkanizaci dochází, když magma obsahuje rozpuštěné plyny, jako je vodní pára. Tento rozpuštěný plyn vytváří v magmatu velký tlak, a když horní hora nedokáže odolat tlaku, exploduje. Tato exploze vysílá obrovské množství ohnivého popela a lávy do vzduchu.
Protože výbušný vulkanismus vyžaduje vodní páru, vědci se domnívají, že k tomuto typu vulkanického výbuchu došlo na počátku Marsova života, když bylo v okolí více vody. V průběhu času Mars ztratil vodu a vulkanická aktivita by byla méně výbušná. To by bylo nahrazeno tzv. Efuzivním vulkanismem, který je jemnější a způsobuje, že lávy protékají povrchem, než aby explodovaly do vzduchu.
Podle Kremera existuje mnoho důkazů o této efusivní sopečné fázi v marťanských dějinách, zatímco důkazy o dřívější explozivní fázi nejsou tak snadno objevitelné, zejména u orbitálních nástrojů.
"Pochopení toho, jak důležitý byl výbušný vulkanismus na časném Marsu, je v konečném důsledku důležité pro pochopení rozpočtu na vodu v marťanském magmatu, hojnosti podzemních vod a tloušťce atmosféry," řekl Kremer.
Orbitální oči na Marsu
Prozatím musí všichni vědci tento vklad studovat pomocí orbitálních nástrojů. Kremer a jeho kolegové používali obrázky s vysokým rozlišením z průzkumného orbitra Mars (NASA Mars Reconnaissance Orbiter, MRO) pro podrobné studium geologie oblasti. Jak řekl Kremer v tiskové zprávě, při studiu této oblasti si vzali jiný směr.
"Tato práce se metodologicky odchýlila od toho, co dělali ostatní lidé, když se podívali na fyzický tvar terénů, které se skládají z tohoto podloží," řekl Kremer. "Jaká je geometrie, tloušťka a orientace vrstev, které ji tvoří." Zjistili jsme, že explozivní vulkanismus a vysvětlení pádu zatrhají všechna pravá políčka, zatímco všechny alternativní nápady, o čem by tento vklad mohl být v několika důležitých ohledech nesouhlasí, s tím, co pozorujeme z oběžné dráhy. “
Jednou z věcí, které odlišují tento depozit od ostatních efusivních oblastí toku lávy, je distribuce samotné lávy. Zatímco efuzivní tok by v zásadě šířil tekutou horninu po povrchu, kde by se shromažďoval v nízko položených oblastech, je tato ložiska v dlouhých souvislých vrstvách nad údolími, krátery, kopci a dalšími rysy. Podle Kremera je to mnohem více v souladu s usazováním popela z explozivní erupce než s lávovým proudem.
Kontinuální vklad rovněž vylučuje scénář dopadu. Dopad Isidis, který vytvořil povodí Isidis, nemohl vytvořit takovou jednotnou vrstvu popela. Popel je také uložen na vrcholu některých funkcí vytvořených dopadem Isidis.
Stav samotného olivinu rovněž vylučuje scénář dopadu. Olivín vykazuje známky trvalého a rozšířeného kontaktu s vodou. Olivín byl tímto kontaktem pozměněn, mnohem více než ostatní oliviny na Marsu. Autoři tvrdí, že tento olivin má smysl pouze z pádu popela, protože popel je mnohem poréznější než jiné horniny a dovolil by vodě kontaktovat olivin.
Může Rover vyřešit hádanku?
Je těžké si být absolutně jistý něčím, co můžete studovat pouze na oběžné dráze. Naštěstí je rover zamířen tímto způsobem.
V roce 2020 bude na cestě na Mars spuštěn rover Mars 2020 NASA. Je to místo přistání? Kráter Jezero, který je uvnitř ložiska olivinu. Existují exponované oblasti olivinu přístupné pro rover a zdá se jisté, že rover 2020 to prostuduje.
"Je vzrušující, že se brzy uvidíme, pokud se nemýlím," řekl Kremer. "Takže to je trošku nervózní zábrana, ale pokud se nejedná o pád, bude to pravděpodobně něco mnohem cizího." To je stejně zábavné, ne-li více. “
"Jeden z deseti nejvýznamnějších objevů Mars 2020 bude zjistit, co je tato jednotka s olivinem," řekl Mustard, Kremerův poradce. "To je něco, o čem budou lidé dlouho psát a mluvit."
Jakmile víme, jak tento olivový kousek skládačky zapadne, budeme vědět něco o éře výbušného vulkanismu na Marsu. Zkrátka budeme vědět něco o starověké marťanské vodě. Kromě toho budeme vědět něco o starověké marťanské atmosféře. Odtud budeme vědět něco o marťanské obyvatelnosti.
Nejsou zábavné hádanky?
