Manapság köztudott, hogy a Mars egy hideg, száraz és geológiai szempontból halott bolygó. Milliárd évvel ezelőtt, amikor még fiatal volt, a bolygó sűrűbb légkörrel büszkélkedett, és folyékony víz volt a felületén. Milliókkal ezelőtt is jelentős mennyiségű vulkáni tevékenységet tapasztalt, amelynek eredményeként hatalmas tulajdonságai alakultak ki - mint például az Olympus Mons, a Naprendszer legnagyobb vulkánja.
A közelmúltig a tudósok megértették, hogy a marsi vulkáni tevékenységet a tektonikus mozgalomtól eltérő források vezetik, amelyekre a bolygó több milliárd évig nem rendelkezik. A marsi sziklaminták vizsgálatának elvégzése után azonban az Egyesült Királyságból és az Egyesült Államokból származó kutatók egy csoportja arra a következtetésre jutott, hogy a Mars már korábban vulkánilag aktívabb volt, mint azt korábban gondolták.
A „A Mars pulzusának felvétele egy Plume táplált vulkán révén” címmel készült tanulmányuk nemrégiben jelent meg a tudományos folyóiratban. Természetkommunikáció. Benjamin Cohen, a Skót Egyetemek Környezetvédelmi Kutatóközpontjának (SUERC) és a Glasgowi Egyetem Földrajzi és Földtudományi Iskolájának kutatója vezette a csoport a Mars vulkáni múltjának elemzését a marsi meteoritok mintáinak felhasználásával.
A Földön a vulkanizmus nagy része a lemeztektonika eredményeként fordul elő, amelyeket a Föld köpenyének konvekciója vezet. A Marson azonban a vulkáni aktivitás nagy része a köpenyekből fakad, amelyek a mágia erősen lokalizált magatartásai, amelyek a köpeny mélyén emelkednek fel. Ennek oka az a tény, hogy a Mars felszíne statikus és hűvös maradt az elmúlt néhány milliárd évben.
Emiatt a marsi vulkánok (bár morfológiájukban hasonlóak a Földön lévő árnyékoló vulkánokhoz) sokkal nagyobb méretekre nőnek, mint a Földön. Például az Olympus Mons nemcsak a legnagyobb pajzsvulkán a Marson, hanem a legnagyobb a Naprendszerben. Mivel a Föld legmagasabb hegye - Mt. Everest - 8848 méter (29,029 láb) magas, az Olympus Mons körülbelül 22 km magas.
Vizsgálataik érdekében Dr. Cohen és kollégái radioszkópos randevú technikákat alkalmazott, amelyeket általában használnak a Föld vulkánjainak életkorának és kitörésének mértékének meghatározására. Azonban ezeket a technikákat korábban nem használták a Marson lévő pajzsvulkánokhoz. Ennek eredményeként a csapat marsi meteoritmintáinak vizsgálata volt a marsi vulkánok növekedési ütemének első részletes elemzése.
Az általuk megvizsgált hat mintát nakhlitnek nevezik, amely a marsi meteorit osztály, amely körülbelül 1,3 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a bazaltos magmából. Ezek körülbelül 11 millió évvel ezelőtt a Földre érkeztek, miután egy Mars eseményéből robbantottak fel őket a Mars felől. A marsi meteoritok elemzésével a csapat körülbelül 90 millió évnyi új információt fedezhetett fel a Mars vulkáni múltjáról.
Ahogyan Dr. Cohen kifejtette a Glasgow-i Egyetem sajtóközleményében:
"Korábbi tanulmányainkból tudjuk, hogy a nakhlite meteoritok vulkáni kőzetek, és az elmúlt években az életkor-technikák fejlesztése a nakhlites tökéletes jelöltekké tette lehetővé, hogy jobban megismerjük a Mars vulkánjait."
Az első lépés annak bemutatása volt, hogy a kőzetminták valóban marsi eredetűek, és ezt a csapat megerősítette a kozogén sugárzásnak való kitettség mérésével. Ezek alapján meghatározták, hogy a sziklákat 11 millió évvel ezelőtt kiürítették a marsi felszínről, valószínűleg a marsi felszínre gyakorolt ütés eredményeként. Ezután nagy pontosságú radioszkópos technikát alkalmaztak 40Ar /39Ar randevú.
Ez a nemesgáz tömegspektrométer használatából állt a mintákban felhalmozódott argonmennyiség mérésére, amely a kálium természetes radioaktív bomlása eredménye. Ebből 90 millió évnyi új információt szereztek a marsi felszínről. Elemzésük eredményei azt mutatták, hogy a vulkáni történelemben jelentős különbségek vannak a Föld és a Mars között. Ahogy Dr. Cohen kifejtette:
Megállapítottuk, hogy a nakhliták legalább négy kitörésből keletkeztek 90 millió év alatt. Ez nagyon hosszú idő a vulkán számára, és sokkal hosszabb, mint a szárazföldi vulkánok időtartama, amelyek jellemzően csak néhány millió évig aktívak. És ez csak megkarcolja a vulkán felületét, mivel az ütköző kráter csak nagyon kis mennyiségű kőzet bocsátott volna ki - tehát a vulkánnak sokkal hosszabb ideig aktívnak kellett lennie. ”
Ezenkívül a csapat képes volt szűkíteni, hogy mely vulkánok származtak kőzetmintáikról. A NASA korábbi tanulmányai számos jelöltet feltártak a lehetséges nakhlite-forrás kráter számára. Ugyanakkor csak a helyek egyike felel meg az eredményeknek a vulkáni kitörések kora és az a hatás, amely a mintákat az űrbe engedte volna.
Ez a kráter (amelyet jelenleg nem kapnak) az Elysium Planitia néven ismert vulkáni síkságban található, kb. 900 km-re (560 mérföld) az Elysium Mons vulkán csúcstalálkozójától, amely 12,6 km (7,8 mérföld) magas. Ugyancsak 2000 km-re (1243 mérföld) északra fekszik attól a helytől, ahol jelenleg a NASA Curiosity rover található. Amint Cohen elmondta, a NASA csodálatosan részletes műholdas képei vannak az adott kráterről.
"6,5 km széles, és megőrizte a törmelék ejecta sugarait" - mondta. „És láthattunk több vízszintes sávot a kráter falain - amelyek jelzik a sziklák rétegeit, mindegyik réteg különálló lávaáramként értelmezve. Ez a tanulmány világosabb képet tudott adni a nakhlite meteoritok - és a Naprendszer legnagyobb vulkánjainak - történetéből. ”
A jövőben a minta visszatérése és a személyzettel folytatott missziók Marsba minden bizonnyal még tisztábbá teszik ezt a képet. Tekintettel arra, hogy a Mars, akárcsak a Föld, egy földi bolygó, a földtani történelem mindent megismerve végül javítja a Naprendszer sziklás bolygóinak kialakulásának megértését. Röviden: minél többet tudunk a Mars vulkáni történeteiről, annál többet tudunk megismerni a Naprendszer kialakulásáról és fejlődéséről.
