Вулканическая активность на Марсе опровергает предположения о Красной планете

Масса движущегося материала на Марсе, называемая мантийным плюмом, может вызывать марсотрясения и вулканизм.

На протяжении десятилетий планетологи считали, что Марс мертв.

Геологически то есть. Будучи меньше Земли, планета после своего формирования остыла бы быстрее, чем наша. Некоторое время он был весьма вулканически активным. Предполагалось, что когда внутренняя температура постепенно снижается, снижается и способность планеты генерировать крупномасштабную геологическую активность, такую ​​как огромные вулканы и «марсотрясения».

Однако новые открытия опровергают это мнение. Так уж получилось, что Марс практически мёртв. Ученые обнаружили, что большой регион Марса в последнее геологическое время был подвержен землетрясениям и даже умеренной вулканической активности, что указывает на то, что под поверхностью что-то назревает. Но что?

Изучив данные нескольких автоматических миссий на Марс, группа планетологов пришла к удивительному выводу, что огромная башня горячего материала, движущаяся вверх в мантии планеты, давит на кору снизу, создавая давление, которое раскалывает поверхность и вызывает тектоническая активность. Названный мантийным плюмом, он может быть относительно новой особенностью недр Марса, имеющей аналоги на Земле. Это может даже иметь значение для существующей жизни на Марсе или, точнее, внутри него. Работа была опубликована в декабре 2022 года в журнале Nature Astronomy.

Марс когда-то был сильно вулканической планетой. Поверхность до сих пор усеяна древними курганами, в том числе курганом под названием Олимп. Это чудовище имеет диаметр более 600 километров — примерно равно длине штата Колорадо — и возвышается на 21 километр над средней высотой поверхности своей планеты, что примерно в два с половиной раза выше горы Эверест. Хотя другие вулканы на Марсе меньше, они все равно гигантские, и все они ужасно старые.

Крупномасштабный вулканизм на Марсе начался еще до того, как планете исполнился миллиард лет, и после этого был активен примерно в течение миллиарда лет. После этого во всем мире строительство вулканов практически прекратилось. Есть свидетельства существования потоков лавы на горе Олимп, произошедших всего несколько миллионов лет назад, но это были небольшие по масштабу события и, вероятно, носили спорадический характер. Примерно три миллиарда лет назад эра строительства активных вулканов на Марсе закончилась. Для сравнения: возраст большинства действующих вулканов на Земле составляет менее миллиона лет.

До недавнего времени ученые считали, что история вулканизма на Красной планете закончилась. Однако космический корабль, вращающийся вокруг Марса, сделал снимки высокого разрешения, которые показывают, что последняя глава еще не написана. В регионе, называемом «Cerberus Fossae», на поверхности имеется большое количество трещин (ямки — это траншеи или трещины), и одна из таких особенностей имеет темные полосы материала, идущие вдоль нее на десятки километров. Измерения с орбиты показывают, что материал насыщен пироксенами, минералами, распространенными в вулканической лаве. Поразительно, но эти оттоки могли произойти всего лишь десятки тысяч лет назад. Это произошло совсем недавно по планетарному времени и указывает на продолжающуюся активность под поверхностью.

Более того, в 2018 году посадочный модуль НАСА InSight приземлился в обширном районе Элизиум-Планития, в месте примерно в 1600 километрах от Цербера Фосса. В рамках миссии по измерению того, что происходит под поверхностью Марса, у InSight был сейсмометр, который за годы работы обнаружил сотни небольших марсотрясений, а также несколько, энергия которых была средней или средней. Подавляющее большинство из них, судя по всему, пришло со стороны ямок Цербера. Опять же, эта активность указывает на то, что марсианская мантия, возможно, еще не полностью мертва.

В новом исследовании Nature Astronomy ученые сосредоточились на этом регионе Марса. На большей части поверхности планеты наблюдаются особенности сжатия, такие как морщинистые гребни, которые образуются, когда поверхность планеты сжимается при охлаждении. Elysium Planitia, напротив, представляет собой выпуклость на поверхности, которая рассматривается как свидетельство расширения: растяжение коры по мере расширения локальной территории. Трещины, образующие ямки Цербера, представляют собой трещины, в которых кора раскололась из-за этого расширения. Ученые также отмечают, что днища ударных кратеров, образовавшихся много миллионов лет назад, наклонены в сторону от центра выпуклости, чего можно было бы ожидать, если бы они образовались до того, как поверхность была вытолкнута вверх. В совокупности эти результаты показывают, что то, что вызвало поднятие, относительно молодо.