A korai Mars szuperkitörései

Szerző: Rezes Dániel

A NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO, Mars Felderítő Orbiter) keringőegység nagyfelbontású képeit felhasználva kutatók egy csoportja olyan 4 milliárd éves rétegzett üledékeket fedezett fel, melyekben vulkáni hamu átalakulásával keletkezett ásványok azonosíthatóak. A felfedezést a Mars északi részén elhelyezkedő Arabia Terra nevű területen tették. A becslések szerint ezeket a vulkáni anyagból álló rétegeket az eddig ismert leghevesebb, 1000 és 2000 közötti számú egyedi kitörés hozta létre egy 500 millió éves időszakban.

Az Arabia Terra elhelyezkedése a vörös bolygón, a Mars Global Surveyor űrszonda MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) elnevezésű lézeres magasságmérő műszerének képén. A lila szín a legmélyebben, míg a vörös szín a legmagasabban elhelyezkedő területeket mutatja

A szakemberek az Arabia Terra területén található számos, nagy méretű pateráról (lapos, sugárirányú mintázatú, komplex kalderákkal rendelkező vulkáni kiemelkedések) feltételezték, hogy korábban hatalmas méretű robbanásos vulkáni kitöréseket (szuperkitöréseket) produkáltak. A kitörések mindegyikének jelentős hatása lehetett a bolygó klímájára az atmoszférába juttatott vízgőz, szén-dioxid és kén-dioxid miatt. A területen található kiterjedt piroklasztit takaró jelenlétét már korábban megállapították, azonban nem kötötték egyértelműen a kalderákhoz. Az újonnan megjelent tanulmányban a kutatócsoport az MRO Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer (Kompakt Felderítő Képalkotó Spektrométer) nevű műszerét alkalmazta az Arabia Terra területén előforduló ásványok meghatározására.

A HiRISE kamera felvétele az Arabia Terra területén található egyik kiemelkedésről. Megfigyelhető a domb rétegzett vulkáni anyagból álló felépítése, tetején kemény fedőréteggel, mely megvédte az alatta található kőzeteket a lepusztulástól

A vizsgálatok eredményeként többek között olyan vulkanikus anyagokból, víz hatására keletkezett agyagásványokat azonosítottak, mint a montmorillonit, imogolit és allofán. Emellett a kutatók a vizsgált területről 3D modelleket is készítettek, melyeken megfigyelhető, hogy a kalderáktól távolodva a rétegek 1 km vastagságról 100 m vastagságra vékonyodnak ki. Az ásványtani adatokat kombinálva a kanyonok és kráterek topográfiai adataival kiderült, hogy az átalakult hamurétegek igen jól megőrződtek, így tükrözik ülepedésük egykori körülményeit. Ezeken felül a kutatók egy korábbi tanulmányból vett adatok segítségével kiszámolták, hogy mekkora számú kitörésre van szükség ahhoz, hogy az általuk felfedezett vastagságú hamuréteget létrehozza. Ez a számolás azt a meglepő eredményt hozta, hogy több ezer ilyen kitörésnek kellett megtörténnie a napjainkban megfigyelhető vastagságú képződmény kialakulásához.

Az Aleut-szigeteken található Mt. Cleveland rétegvulkánból felszálló hamufelhő

Az Arabia Terra eddig az egyetlen bizonyítéka annak, hogy a Marson robbanásos kitörést produkáló tűzhányók léteztek. Vajon hogyan volt képes a Mars (0,107 földtömeg) akkora tömegű kőzetet megolvasztani, hogy szuperkitörések ezreit hozza létre egyetlen területen? A Földön a szuperkitörésekre alkalmas vulkánok a bolygó számos pontján elszórva találhatóak és más típusú tűzhányókkal is együtt léteznek. Ezzel szemben a szintén számos más vulkántípussal bíró Marson ez eltérő módon jelenik meg. Lehetséges, hogy a szupervulkánok a földtörténeti múltban a Földön is egy területen koncentrálódtak, azonban tektonikai hatásra ennek területi eloszlása megváltozott. Ezek a típusú, robbanásos kitörést produkáló vulkánok a Jupiter Io holdján is létezhettek vagy a Vénuszon is csoportosulhattak.

A Mars Arabia Terra nevű területe a tudósoknak a jövőben új ismeretekkel fog szolgálni a Naprendszerben végbemenő, eddig ismeretlen geológiai folyamatokról. A tanulmány egyik szerzője, Dr. Jacob Richardson lelkesen így nyilatkozott: „Remélem a kérdések még sok más kutatáshoz fognak vezetni.”


Források:
[1] http://www.sci-news.com/space/early-mars-volcanic-supereruptions-10075.html
[2] Whelley, P., Matiella Novak, A., Richardson, J., Bleacher, J., Mach, K., & Smith, R. N. (2021). Stratigraphic Evidence for Early Martian Explosive Volcanism in Arabia Terra. Geophysical Research Letters, 48(15), e2021GL094109.
[3] https://mars.nasa.gov/news/9039/nasa-confirms-thousands-of-massive-ancient-volcanic-eruptions-on-mars/