Eksplosive vulkaner affødte mystisk Mars-klippeformation

Eksplosive vulkanudbrud, der skød stråler af varm aske, sten og gas mod himlen er den sandsynlige kilde til en mystisk Mars-klippeformation, finder en ny undersøgelse. Den nye opdagelse kan tilføje videnskabsmænds forståelse af Mars' indre og dets tidligere potentiale for beboelighed, ifølge undersøgelsens forfattere.

Medusae Fossae-formationen er en massiv, usædvanlig aflejring af blød sten nær Mars ækvator, med bølgende bakker og bratte mesas. Forskere observerede første gang Medusae Fossae med NASAs Mariner-rumfartøj i 1960'erne, men var forvirrede over, hvordan det blev dannet.

Nu, ny forskning tyder på, at formationen blev aflejret under eksplosive vulkanudbrud på den røde planet for mere end 3 milliarder år siden. Formationen er omkring en femtedel så stor som det kontinentale USA og 100 gange mere massiv end den største eksplosive vulkanske aflejring på Jorden, gør det til den største kendte eksplosive vulkanske aflejring i solsystemet, ifølge undersøgelsens forfattere.

"Dette er et massivt depositum, ikke kun på Mars-skala, men også i forhold til solsystemet, fordi vi ikke kender til nogen anden indbetaling, der er sådan, " sagde Lujendra Ojha, en planetarisk videnskabsmand ved Johns Hopkins University i Baltimore og hovedforfatter af den nye undersøgelse offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Planeter , et tidsskrift fra American Geophysical Union.

Dannelsen af ​​Medusae Fossae ville have markeret et omdrejningspunkt i Mars' historie, ifølge undersøgelsens forfattere. Udbruddene, der skabte aflejringen, kunne have spyet enorme mængder af klimaændrende gasser ud i Mars atmosfære og udstødt nok vand til at dække Mars i et globalt hav, der er mere end 9 centimeter (4 tommer) tykt, sagde Ojha.

Drivhusgasser udåndet under udbruddene, der affødte Medusae Fossae, kunne have opvarmet Mars overflade nok til, at vandet forbliver flydende på overfladen, men giftige vulkanske gasser som svovlbrinte og svovldioxid ville have ændret kemien på Mars' overflade og atmosfære. Begge processer ville have påvirket Mars' potentiale for beboelighed, sagde Ojha.

Bestemmelse af kilden til klippen

Medusae Fossae-formationen består af bakker og høje af sedimentære sten, der skræver over Mars' ækvator. Sedimentær sten dannes, når stenstøv og -affald ophobes på en planets overflade og cementerer over tid.

Forskere har kendt til Medusae Fossae i årtier, men var usikker på om vind, vand, is eller vulkanudbrud aflejrede stenaffald på det sted.

Tidligere radarmålinger af Mars' overflade tydede på, at Medusae Fossae havde en usædvanlig sammensætning, men videnskabsmænd var ikke i stand til at afgøre, om det var lavet af meget porøs sten eller en blanding af sten og is. I den nye undersøgelse, Ojha og en kollega brugte gravitationsdata fra forskellige Mars-rumfartøjer til at måle Medusae Fossaes tæthed for første gang. De fandt ud af, at klippen er usædvanlig porøs:den er omkring to tredjedele så tæt som resten af ​​Mars-skorpen. De brugte også radar- og tyngdekraftsdata i kombination for at vise, at Medusae Fossaes tæthed ikke kan forklares med tilstedeværelsen af ​​is, som er meget mindre tæt end sten.

Fordi klippen er så porøs, det måtte være blevet aflejret af eksplosive vulkanudbrud, ifølge forskerne. Vulkaner bryder delvist ud, fordi gasser som kuldioxid og vanddamp opløst i magma tvinger den smeltede sten til at stige til overfladen. Magma med masser af gas eksploderer mod himlen, skyder jetfly af aske og sten ud i atmosfæren.

Aske fra disse eksplosioner styrtdykker til jorden og strømmer ned ad bakke. Efter tilstrækkelig tid er gået, asken cementerer til sten, og Ojha formoder, at det er det, der dannede Medusae Fossae. Så meget som halvdelen af ​​den bløde sten, der oprindeligt blev aflejret under udbruddene, er eroderet væk, efterlader bakkerne og dalene, der ses i Medusae Fossae i dag.

Forståelse af Mars' indre

De nye resultater tyder på, at Mars indre er mere komplekst, end forskerne oprindeligt troede, ifølge Ojha. Forskere ved, at Mars har noget vand og kuldioxid i sin skorpe, der tillader eksplosive vulkanudbrud at ske på overfladen, men planetens indre ville have haft brug for enorme mængder af flygtige gasser - stoffer, der bliver til gas ved lave temperaturer - for at skabe en aflejring af denne størrelse, han sagde.

"Hvis du skulle distribuere Medusae Fossae globalt, det ville lave et 9,7 meter (32 fod) tykt lag." Ojha sagde. "I betragtning af den store størrelse af denne aflejring, det er virkelig utroligt, fordi det antyder, at magmaen ikke kun var rig på flygtige stoffer, og at den også skulle være flygtig-rig i lange perioder."

Den nye undersøgelse viser løftet om gravitationsundersøgelser ved fortolkning af Mars' stenrekord, ifølge Kevin Lewis, en planetarisk videnskabsmand ved Johns Hopkins University og medforfatter til det nye studie. "Fremtidige gravitationsundersøgelser kan hjælpe med at skelne mellem is, sedimenter og magmatiske bjergarter i den øvre jordskorpe, " sagde Lewis.