Medusae Fossae: Eksplozivne vulkanske erupcije objašnjavaju formaciju stijena na Marsu

Eksplozivne vulkanske erupcije koje su izbacivale mlazove vrućeg pepela, kamenja i gasa u nebo verovatni su izvor misteriozne formacije stena na Marsu, otkriva nova studija.

Novo otkriće moglo bi doprinijeti naučničkom razumijevanju unutrašnjosti Marsa i njegovog prethodnog potencijala za nastanjivanje, prema autorima studije.

Formacija Medusae Fossae je masivna, neobična naslaga mekih stijena u blizini Marsovog ekvatora, sa valovitim brdima i naglim visinama. Naučnici su prvi put promatrali Medusae Fossae sa NASA-inim svemirskim brodom Mariner 1960-ih, ali su bili zbunjeni kako je nastala.
Medusae Fossae na Marsu. Mozaik infracrvene slike generisan korišćenjem slika sistema za snimanje termalne emisije (THEMIS) iz misije Mars Odyssey iz 2001. godine. Mali globus u boji zasnovan na laserskom visinomjeru Mars Orbiter (MOLA).

Sada, nova istraživanja sugeriraju da je formacija taložena tokom eksplozivnih vulkanskih erupcija na Crvenoj planeti prije više od 3 milijarde godina. Formacija je oko jedne petine veća od kontinentalnih Sjedinjenih Država i 100 puta masivnija od najveće eksplozivne vulkanske naslage na Zemlji, što je čini najvećim poznatim eksplozivnim vulkanskim depozitom u Sunčevom sistemu, prema autorima studije.

"Ovo je ogromno ležište, ne samo na marsovskom nivou, već iu smislu Sunčevog sistema, jer ne znamo ni za jedno drugo ležište poput ovoga", rekao je Lujendra Ojha, planetarni naučnik sa Univerziteta Johns Hopkins u Baltimore i glavni autor nove studije objavljene u Journal of Geophysical Research: Planets, časopisu Američke geofizičke unije.

Određivanje izvora stijene

Formiranje Medusae Fossae bi označilo ključnu tačku u istoriji Marsa, prema autorima studije. Erupcije koje su stvorile depozit mogle su izbaciti ogromne količine plinova koji mijenjaju klimu u Marsovu atmosferu i izbaciti dovoljno vode da pokrije Mars u globalnom okeanu debljine više od 9 centimetara (4 inča), rekao je Ojha.

Gasovi staklene bašte izdahnuti tokom erupcija koje su izazvale Medusae Fossae mogli su zagrijati površinu Marsa dovoljno da voda ostane tečna na njegovoj površini, ali otrovni vulkanski plinovi poput sumporovodika i sumpordioksida bi promijenili hemiju Marsove površine i atmosfere. Oba procesa bi uticala na Marsov potencijal za nastanjivanje, rekao je Ojha.
Slojevi i humke u formaciji Medusae Fossae, kako ih vidi HiRISE u okviru HiWish programa Lokacija je istočno od kratera Gale u četverokutu Aeolis.
Slojevi i humci u formaciji Medusae Fossae, kako ih vidi HiRISE u okviru HiWish programa Lokacija je istočno od kratera Gale u četvorouglu Aeolis.. Jim Secosky/ NASA/Wikipedia

Formacija Medusae Fossae sastoji se od brda i gomila sedimentnih stijena koje se prostiru na Marsovom ekvatoru. Sedimentne stijene nastaju kada se kamena prašina i krhotine akumuliraju na površini planete i cementiraju tokom vremena.

Naučnici su decenijama znali za Medusae Fossae, ali nisu bili sigurni da li su vetar, voda, led ili vulkanske erupcije taložile ostatke kamenja na toj lokaciji.

Prethodna radarska mjerenja Marsove površine sugerirala su da Medusae Fossae ima neobičan sastav, ali naučnici nisu uspjeli utvrditi da li je napravljena od visoko poroznog kamena ili mješavine stijena i leda. U novoj studiji, Ojha i njegov kolega koristili su podatke o gravitaciji iz različitih svemirskih letjelica na Marsu kako bi po prvi put izmjerili gustinu Medusae Fossae. Otkrili su da je stijena neobično porozna: otprilike je dvije trećine gustoće od ostatka Marsove kore. Također su koristili radarske i gravitacijske podatke u kombinaciji kako bi pokazali da se gustina Medusae Fossae ne može objasniti prisustvom leda, koji je mnogo manje gust od stijene.

Budući da je stijena toliko porozna, morala je biti taložena eksplozivnim vulkanskim erupcijama, prema istraživačima. Vulkani eruptiraju dijelom zato što plinovi poput ugljičnog dioksida i vodene pare otopljene u magmi tjeraju rastopljenu stijenu da se podigne na površinu. Magma koja sadrži mnogo gasa eksplodira prema nebu, ispuštajući mlazove pepela i kamenja u atmosferu.

Pepeo od ovih eksplozija pada na zemlju i struji nizbrdo. Nakon što prođe dovoljno vremena, pepeo se cementira u stijenu, a Ojha sumnja da je to ono što je formiralo Medusae Fossae. Čak polovina mekog kamena koji je prvobitno nataložen tokom erupcija je erodirao, ostavljajući za sobom brda i doline koje se danas vide u Meduzama Fossae.

Razumijevanje Marsove unutrašnjosti

Nova otkrića sugeriraju da je unutrašnjost Marsa složenija nego što su naučnici prvobitno mislili, kaže Ojha. Naučnici znaju da Mars ima malo vode i ugljičnog dioksida u svojoj kori koji omogućavaju eksplozivne vulkanske erupcije na njegovoj površini, ali bi unutrašnjosti planete bile potrebne ogromne količine isparljivih plinova – tvari koje na niskim temperaturama postaju plinovite – da bi stvorile talog ovog veličina, rekao je.

“Ako biste distribuirali Medusae Fossae globalno, to bi napravilo sloj od 9.7 metara (32 stope).” rekao je Ojha. “S obzirom na samu veličinu ovog depozita, to je zaista nevjerovatno jer implicira da magma nije bila samo bogata isparljivim tvarima, već i da je morala biti bogata isparljivim tvarima tokom dugog vremenskog perioda.”

Nova studija pokazuje obećanje gravitacionih istraživanja u tumačenju Marsovog kamenog zapisa, kaže Kevin Lewis, planetarni naučnik sa Univerziteta Johns Hopkins i koautor nove studije. "Buduća istraživanja gravitacije mogla bi pomoći u razlikovanju leda, sedimenata i magmatskih stijena u gornjoj kori planete", rekao je Lewis.