Странная особенность на поверхности Марса заставляет ученых догадываться о его происхождении. Это поверхностный запас минерала, который чаще встречается в недрах планет. Новое исследование показывает, что этот внутренний минерал, вероятно, был выведен на поверхность древним взрывным вулканом.
Nili Fossae находится в регионе Syrtis Major на Марсе. Это недалеко от Isidis Planitia, огромной равнины внутри ударного бассейна на Марсе. Nili Fossae интересен из-за месторождений полезных ископаемых в этом районе и того, что эти месторождения говорят нам о Марсе. В частности, он содержит большой запас минерального оливина, который обычно находится внутри планет.
Вопрос, на который пыталось ответить это исследование, заключается в том, как оливин попал на поверхность?
Оливин внутри
Оливин сама по себе не редкость и не замечательна. Фактически, это основной компонент мантии Земли. На Марсе тоже не редкость. Слово оливин на самом деле охватывает группу минералов, которые очень похожи. С одной стороны, они все зеленоватые, что объясняет «оливковое» в оливине.
Они найдены в магматических породах, которые в основном охлаждены, застывают из лавы.
Учитывая это, заголовок этой статьи может показаться довольно очевидным. Конечно, это месторождение оливина произошло от вулкана. Как еще он мог попасть на поверхность из мантии? Но наука все о деталях. Когда именно в марсианской истории этот оливин был осажден вулканом? В каком контексте это произошло, и было ли это частью более крупных событий, которые сформировали Марс? Какой тип вулканического события создал это?
Эти вопросы и размер рассматриваемого месторождения оливина делают это исследование интересным.
Это исследование из Университета Брауна в Провиденсе, штат Род-Айленд. Авторы - аспиранты Кристофер Кремер и Майкл Брамбл, а также профессор Джон Мустард с факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах Университета Брауна. Статья называется «Широко распространенное богатое оливином месторождение золы на Марсе» и публикуется в журнале «Геология».
Минеральные ботаны
Существует определенный тип людей, которые чрезвычайно заинтересованы в минералах. Изучение минералов далеко не является необычной антисоциальной навязчивой идеей, преследуемой в отдаленном уголке университетского городка. Это строительный блок планетарной науки. Без нашего понимания минералов у нас нет надежды соединить воедино историю Земли. Мы также не знали бы обо всех других планетах в нашей Солнечной системе, а также об астероидах и метеоритах.
Когда дело доходит до Марса, важность понимания минералов не может быть переоценена. Виды минералов, которые мы видим, где мы их видим и как они туда попали, - все это ключи к пониманию Марса. И когда ученые обнаруживают там необычное месторождение полезных ископаемых, они хотят знать, как оно туда попало.
Марсианская Головоломка
Марс - это пазл Мы еще не закончили его, но по частям мы начинаем понимать историю этой планеты. В частности, мы хотим знать, было ли оно когда-либо пригодным для обитания, и может ли оно стать домом для какой-то микроскопической жизни. На эти вопросы нельзя ответить прямо: их нужно раскрыть, заполнив марсианскую головоломку.
Это необычное месторождение оливина является одним из кусочков головоломки.
Это месторождение оливина было впервые открыто в 2003 году и представлено в статье в журнале Science. Эта газета объявила об открытии 30 000 квадратных километров с 30% оливина.
Район отличается геологическим образованием. Это область так называемых грабенов. Грабены - это долины с острыми уступами с обеих сторон, вызванными смещением глыб земли.
В этой первоначальной статье авторы сказали, что «разрушение этой области после удара обнажило подземные слои, богатые оливином». За эти годы другие исследователи пришли с другими возможными объяснениями. Некоторые из них предложили эффузивный поток лавы. Другие предположили, что оливин был разрушен в результате мощного воздействия. Возможно то же самое воздействие, которое создало огромный бассейн Исидис, где находится месторождение.
Это новое исследование говорит, что оливин был депонирован взрывным вулканизмом.
Вулканические взрывы
Для большинства из нас вулкан - это вулкан. Но есть разные типы. Один тип называется взрывной вулканизм.
«Это одно из наиболее ощутимых свидетельств того, что взрывной вулканизм был более распространен на раннем Марсе», - сказал Кристофер Кремер, аспирант Университета Брауна, который руководил работой.
Взрывной вулканизм происходит, когда магма содержит растворенные газы, такие как водяной пар. Этот растворенный газ создает большое давление в магме, и когда верхняя порода не выдерживает давления, она взрывается. Этот взрыв посылает огромное количество огненного пепла и лавы в воздух.
Поскольку взрывному вулканизму требуется водяной пар, ученые считают, что этот тип вулканического взрыва произошел в начале жизни Марса, когда вокруг было больше воды. Со временем Марс потерял свою воду, и вулканическая активность была бы менее взрывоопасной. Это было бы заменено так называемым эффузивным вулканизмом, который мягче и заставляет лаву течь по поверхности, а не взрываться в воздухе.
По словам Кремера, существует множество доказательств этой эффузивной вулканической фазы в истории Марса, в то время как доказательства более ранней взрывной фазы не так легко обнаружить, особенно с помощью орбитальных инструментов.
«Понимание того, насколько важен взрывной вулканизм на раннем Марсе, в конечном итоге важно для понимания водного баланса в марсианской магме, обилия подземных вод и толщины атмосферы», - сказал Кремер.
Орбитальные глаза на Марсе
На данный момент все ученые должны изучить это месторождение с помощью орбитальных инструментов. Кремер и его коллеги использовали изображения с высоким разрешением с разведывательного орбитального аппарата Марса НАСА (MRO), чтобы детально изучить геологию района. Как сказал Кремер в пресс-релизе, они пошли другим путем, изучая местность.
«Эта работа методологически отошла от того, что сделали другие люди, взглянув на физическую форму местности, которая состоит из этой породы», - сказал Кремер. «Какова геометрия, толщина и ориентация слоев, из которых она состоит. Мы обнаружили, что объяснение взрывного вулканизма и падения пепла ставит все правильные рамки, в то время как все альтернативные идеи относительно того, что это месторождение может не совпадать в нескольких важных отношениях с тем, что мы наблюдаем с орбиты ».
Одна из вещей, которая отличает это отложение от других эффузивных областей лавового потока, - это распределение самой лавы. В то время как эффузивный поток будет в основном распространять жидкие породы по поверхности, где он будет скапливаться в низменных областях, это отложение находится в длинных непрерывных слоях над долинами, кратерами, холмами и другими объектами. По словам Кремера, это гораздо больше согласуется с осаждением пепла от взрывного извержения, чем с потоком лавы.
Непрерывный депозит также исключает сценарий воздействия. Удар Исидис, который создал бассейн Исидис, не мог создать такой равномерный слой пепла. Кроме того, пепел откладывается поверх некоторых элементов, созданных воздействием Исидиса.
Состояние самого оливина также исключает сценарий воздействия. Оливин свидетельствует о длительном и широком контакте с водой. Этот контакт изменил оливин, намного больше, чем другой оливин на Марсе. Авторы говорят, что смысл этого оливина был только в результате падения пепла, поскольку пепел гораздо более пористый, чем другие породы, и позволил бы воде контактировать с оливином.
Может ли Rover решить головоломку?
Трудно быть абсолютно уверенным в том, что можно изучать только с орбиты. К счастью, ровер движется в этом направлении.
В 2020 году марсоход NASA Mars 2020 будет запущен по пути на Марс. Его посадочная площадка? Кратер Джезеро, который находится внутри месторождения оливина. Есть открытые участки оливина, доступные для ровера, и кажется, что ровер 2020 года изучит его.
«Что интересно, мы очень скоро увидим, прав я или нет», - сказал Кремер. «Так что это немного нервирует, но если это не падение, это, вероятно, будет что-то гораздо более странное. Это так же весело, если не больше.
«Одним из 10 лучших открытий Mars 2020 станет выяснение, что представляет собой этот оливинсодержащий блок», - сказал Мустард, советник Кремера. «Это то, о чем люди будут писать и говорить в течение длительного времени».
Как только мы узнаем, как вписывается этот кусочек оливина, мы узнаем кое-что об эпохе взрывного вулканизма на Марсе. В общем, мы узнаем кое-что о древней марсианской воде. Более того, мы узнаем кое-что о древней марсианской атмосфере. Оттуда мы узнаем кое-что о марсианской среде обитания.
Разве головоломки не веселые?
