На Марсе нашли древние следы подводного вулканизма и переплавки коры

Ученые с помощью околомарсианских спутников исследовали морфологическое и минералогическое строение высокогорных территорий и низин в южном полушарии Красной планеты — марсианских областей Эридания, Киммерия и Сиренум. Открытия оказались достаточно неожиданными.

На Земле постоянно двигающиеся тектонические плиты появились около трех миллиардов лет назад, но это не означает, что до этого момента поверхность нашей планеты оставалась неизменной. Она активно «перерабатывалась» в ходе вулканизма и ранних форм тектоники. Так как с тех пор тектонические процессы сильно изменились, у нас нет возможности изучить тот ранний этап эволюции коры Земли. Зато у нас есть Марс и другие каменистые планеты, на которых сохранилась древняя кора.

Чтобы лучше разобраться в этом раннем периоде эволюции коры каменистых планет, международная группа ученых под руководством геолога и планетолога Джозефа Михальски (Joseph Michalski) из Гонконгского университета (Китай) сфокусировалась на области с очень разнообразным рельефом в южном полушарии Марса: бассейне Эридания, где когда-то было древнее море, а также прилегающему к нему нагорью Киммерия и холмистой местности Сиренум.

По данным, собранным различными орбитальными аппаратами, в числе которых Mars Global Surveyor, «Марс Одиссей» и Mars Reconnaissance Orbiter, исследователи изучили морфологическое и минералогическое строение этих территорий. Около 3,5 миллиарда лет назад там бушевали вулканы: как на суше, так и на глубине 400-1200 метров в гигантском море, которое было в три раза больше современного Каспийского моря.

По оценке авторов исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, в регионе Эридания находились сотни вулканов. В этой работе ученые выделили 63 вулкана и разделили их на четыре категории: вулканические купола, стратовулканы, пирокластические щиты и комплексы кальдер. https://doi.org/10.1038/s41550-023-02191-7

Купола отличаются маленьким размером со средним диаметром около 14 километров и высотой приблизительно 0,8 километра. Стратовулканы похожи на них строением, но гораздо больше: 40-80 километров в диаметре и до двух-трех километров в высоту. Обычно у них есть вершина и боковые кратеры, часто соединенные разломами.

Пирокластические щиты ниже стратовулканов, зато гораздо больше в диаметре — до 100 километров при высоте примерно 1,1 километра. Отличительная особенность щитов и стратовулканов — плотные сети долин на склонах. Они свидетельствуют об активной эрозии составляющих их пород.

Наконец, комплексы кальдер. Их определяющая характеристика — сети впадин и низин, которые по строению не похожи на следы от ударов метеоритов. В нагорьях Киммерии и холмистой местности Сирениум авторы исследования нашли комплексы, включающие до 14 таких впадин.

В общем-то все они похожи на аналогичные вулканические структуры на Земле, но отличаются диаметром. Это объясняется меньшей силой притяжения (38% от земной). В таких условиях вулканизм более «взрывной», а пирокласты — обломочные горные породы, образующиеся в ходе такой активности — разлетаются на гораздо большие расстояния. Поэтому и высота получается не столь большая.

По словам авторов исследования, разнообразие в строении и составе вулканических структур (обилие фельзических минералов) на этих территориях указывает на возможную «переплавку коры» и вертикальную тектонику на том раннем этапе формирования коры. Получается, Марс вовсе не неподвижный «базальтовый мир», как считалось ранее.

Отдельный интерес представляют обнаруженные подводные и прибрежные вулканы. По химическому составу и физическим условиям моря Эридании на молодом Марсе были похожи на гидротермальные условия, в которых, как предположили ученые, зародилась жизнь на молодой Земле. Поэтому новая работа открывает интересные перспективы для исследования не только вулканической активности на всей Красной планете, но и конкретных условий в области Эридания.

Источник: doi.org