На древнем Марсе были тысячи массивных извержений вулканов

Ученые нашли свидетельство того, что регион на севере Марса под названием Аравия-Терра за 500-миллионный период пережил тысячи "суперизвержений", крупнейших из известных вулканических извержений.

Об этом рассказывают в Лаборатории реактивного движения НАСА.

Некоторые вулканы могут вызывать извержения настолько мощные, что высвобождают океаны пыли и токсичных газов в атмосферу, блокируя солнечный свет и изменяя климат планеты на десятилетия. Изучая топографию и минеральный состав части региона Аравия-Терра на севере Марса, ученые недавно нашли доказательства тысяч таких извержений, или "суперизвержений", являющихся сильнейшими из известных вулканических взрывов.

Выбрасывая в воздух водяной пар, углекислый газ и диоксид серы, эти взрывы прорывали поверхность Марса в течение периода в 500 миллионов лет примерно 4 миллиарда лет назад. Ученые сообщили об этой оценке в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters в июле 2021 года.

"Каждое из этих извержений имело бы значительное влияние на климат – возможно, освободившийся газ сделал атмосферу густой или заблокировал Солнце и сделал атмосферу холодной", - сказал Патрик Вэлли, геолог из Центра космических полетов НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который проводил анализ Аравия-Терры. "Специалистам по моделированию марсианского климата придется потрудиться, чтобы попытаться понять влияние вулканов."

После выброса эквивалента 400 миллионов олимпийских бассейнов расплавленной породы и газа на поверхность и распространение толстого покрова из пепла на тысячи километров от места извержения, вулкан такой величины разрушается в гигантскую дыру, называемую кальдерой. Кальдеры, которые также существуют на Земле, могут иметь ширину в десятки километров. Семь кальдер в Аравия-Терре стали первыми признаками того, что когда-то в этом регионе могли находиться вулканы, способные к суперизвержениям.

Прежде считалось, что это впадины, оставлены астероидами от падения на поверхность Марса миллиарды лет назад, но в 2013 году ученые впервые предложили, что эти бассейны представляют собой вулканические кальдеры. Ученые заметили, что они не идеально круглые, как кратеры, и имели некоторые признаки обрушения, например, очень глубокое дно и порода у стен.

"Мы прочитали ту работу и заинтересовались дальнейшими исследованиями, но вместо того, чтобы искать сами вулканы, мы искали пепел, потому что эти доказательства невозможно скрыть", - сказал Вэлли.

Идея поиска признаков пепла у Вэлли и его коллег появилась после встречи с Александрой Матиеллой Новак, вулканологом Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. Матиелла Новак уже использовала данные с орбитального аппарата "Марсианский разведывательный спутник" (MRO) для поиска пепла в других местах на Марсе, поэтому она сотрудничала с Вэлли и его командой для поиска именно в Аравия-Терре.

Новости по подобной теме:

		Вода на ледяном Марсе могла течь из-за коллапса углекислого газа
		Ученые указали на место на Марсе, где потенциально может существовать жизнь
		На Марсе найден камень со странным узором

Анализ, проведенный командой, продолжил работу других ученых, которые ранее предположили, что минералы на поверхности Аравия-Терры имеют вулканическое происхождение. Другая исследовательская группа, узнав, что бассейны Аравия-Терры могут быть кальдерами, подсчитала, где бы оседал пепел от возможных суперизвержений в регионе: двигаясь против ветра, на восток, он бы истончался вдали от центра вулканов, или в данном случае того, что от них осталось – кальдер.

"Поэтому мы подхватили эту идею и сказали: "Хорошо, это минералы, ассоциирующиеся с измененным вулканическим пеплом, уже задокументированы, поэтому сейчас мы посмотрим, как распределены минералы, чтобы увидеть, следуют ли они той схеме, которую мы ожидаем от суперизвержений" - сказала Матиелла Новак.

Для идентификации минералов на поверхности команда использовала изображения, полученные от Компактного разведывательного спектрометра для Марса на MRO. Глядя в стены каньонов и кратеров от сотен до тысяч километров от кальдер, куда пепел мог бы переноситься ветром, они обнаружили вулканические минералы, превращенные водой в глину, включая монтмориллонит, имоголит и аллофан. Затем, используя изображения с камер MRO, команда составила трехмерные топографические карты Аравия-Терры. Наложив данные о минералах на топографические карты рассматриваемых каньонов и кратеров, исследователи смогли увидеть, что в богатых минералами отложениях слои пепла очень хорошо сохранились – вместо того, чтобы перемешаться под действием ветра и воды, пепел был слоистый, так же, когда он был свежим.

"Именно тогда я понял, что это не случайность, а реальный сигнал", - сказал Джейкоб Ричардсон, геолог из Годдарда, который работал с Вэлли и Новак. "Мы действительно видим то, что было предусмотрено, и это был самый интересный момент для меня."

Те же ученые, которые изначально идентифицировали кальдеры в 2013 году, также подсчитали, сколько материала должно было вырваться из вулканов, исходя из объема каждой кальдеры. Эта информация позволила Вэлли и его коллегам подсчитать количество извержений, необходимых для получения той толщины пепла, которую они обнаружили. Оказалось, что это были тысячи извержений, сказал Вэлли.

Остается один вопрос: как на планете может быть только один тип вулканов, засоряющий регион. На Земле вулканы, способные к суперизвержениям – последнее извержение 76 000 лет назад на Суматре, Индонезия – рассеяны по всему земному шару и существуют в тех же районах, что и другие типы вулканов. На Марсе также много других типов вулканов, включая крупнейший вулкан Солнечной системы, который называется Олимп Монс. Он в 100 раз больше по объему, чем самый большой на Земле вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, и известен как "щитовой вулкан", из которых лава стекает вниз по пологой горе. Аравия-Терра пока имеет единые свидетельства взрывных вулканов на Марсе.

Вполне возможно, что супервзрывные вулканы были сосредоточены в регионах на Земле, но были подвержены физическому и химическому размыванию или перемещению земным шаром по мере смещения континентов через тектонику плит. Эти виды взрывных вулканов также могли существовать в регионах спутника Юпитера Ио или могли быть сгруппированы на Венере. В любом случае Ричардсон надеется, что Аравия-Терра научит ученых чему-то новому о геологических процессах, которые помогают формировать планеты и спутники.

"Люди будут читать нашу работу и спрашивать: "Как? Как Марс мог это сделать? Как такая крошечная планета может расплавить достаточно породы, чтобы обеспечить тысячи суперизвержений в одном месте?", - сказал он. "Я надеюсь, что эти вопросы повлекут за собой множество других исследований."

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Марс
• вулканизм