Analiza minerałów na powierzchni Marsa pozwoliła określić, w jaki sposób procesy wulkaniczne pozostawiły wyraźne ślady chemiczne.
Analiza ewolucji aktywności wulkanicznej na Marsie budzi duże zainteresowanie naukowców. Międzynarodowa grupa badaczy wykazała, że nawet w systemach, które powstały podczas najnowszych epizodów wulkanicznych, podziemna magma pozostawała aktywna i nabrała nieoczekiwanej złożoności, co jest sprzeczne z wyobrażeniem o pojedynczych, krótkotrwałych erupcjach.
Dzięki zaawansowanym badaniom orbitalnym i szczegółowej analizie minerałów na powierzchni naukowcy ustalili, że wulkany te powstały nie w wyniku pojedynczego zdarzenia, ale w wyniku długotrwałego i dynamicznego procesu pod skorupą Marsa.
Wśród najbardziej uderzających odkryć naukowcy byli w stanie z bezprecedensową szczegółowością zrekonstruować ewolucję systemu wulkanicznego na południe od Pavonis Mons , jednego z największych wulkanów na Marsie. Mapowanie powierzchni i dane spektralne pozwoliły im określić, w jaki sposób system przeszedł przez kilka różnych faz erupcji, począwszy od początkowej rozproszonej aktywności związanej z pęknięciami, a skończywszy na pojawieniu się centralnego stożkowego krateru. Każdy z tych etapów został zarejestrowany na powierzchni w postaci unikalnego sygnatury mineralnej, co ułatwiło chronologiczne i chemiczne śledzenie magmy.
Bartosz Piterk z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza wyjaśnił, że praca ta pokazuje stabilność i różnorodność marsjańskich systemów magmowych: „Nasze wyniki pokazują, że nawet w najnowszym okresie wulkanicznym na Marsie systemy magmowe pod powierzchnią pozostawały aktywne i złożone. Wulkan wybuchał niejednokrotnie, ale ewoluował w miarę upływu czasu wraz ze zmianami warunków pod powierzchnią”.
Analiza różnic mineralnych pozwoliła zrozumieć, że sama magma ulegała przemianom, zanim dotarła do powierzchni, co wskazuje na stopniową zmianę głębokości jej pochodzenia i czasu przebywania pod skorupą ziemską.
Jednym z kluczowych wniosków przedstawionych w ostatniej części badania, opublikowanego w czasopiśmie Geology, jest stwierdzenie: „Kompleksowe badania marsjańskich formacji wulkanicznych dostarczają niedostępnych w inny sposób informacji o podziemnych systemach magmowych, które rozwijają się i różnicują w miarę upływu czasu. Wykorzystując orbitalną analizę spektralną długowiecznego systemu wulkanicznego na południe od góry Pavonis, który po kilku erupcjach przeszedł od szczelinowego krateru do punktowego stożkowego krateru, zidentyfikowaliśmy zmiany mineralogiczne w jednostkach o różnej morfologii”.
„Strumienie lawy zasilane szczelinami wykazują charakterystykę spektralną olivinu, co wskazuje na magmę pochodzenia głębokiego, prawdopodobnie z mantii lub dolnej skorupy, podczas gdy późniejsze, palcowate strumienie lawy w stożku składają się głównie z bogatych w wapń piroksenów, co wskazuje na bardziej rozwinięte źródło magmy” – zauważyli eksperci.
Grupa badawcza, w skład której wchodzili również naukowcy ze Szkoły Nauk o Ziemi, Środowisku i Zrównoważonym Rozwoju Uniwersytetu Iowa oraz Centrum Ekologicznego Lancaster , podkreśliła wartość połączenia precyzyjnego mapowania morfologicznego z analizą mineralogiczną z orbity. Takie podejście ujawniło bezpośrednie powiązania między różnymi typami obserwowanych strumieni lawy a zmianami składu chemicznego magmy, dostarczając nowych danych na temat okresów erupcji i wewnętrznej dynamiki planety.
Proces formowania się charakteryzuje się wyraźną ewolucją: pojawienie się pierwszych strumieni lawy związanych z aktywnością wulkaniczną wzdłuż rozległych szczelin wskazywało na słabo zróżnicowaną magmę, która powstała w najgłębszych obszarach Marsa. Później, na kolejnych etapach, badacze odkryli palcowate strumienie lawy związane z stożkowymi kominami, składające się głównie z piroksenów o wysokiej zawartości wapnia. Świadczy to o tym, że skład mineralny magmy zmienił się wraz z ewolucją warunków panujących w głębi ziemi.
Pitereck dodał, że „te różnice mineralne wskazują, że sama magma ewoluowała. Prawdopodobnie odzwierciedla to zmiany głębokości powstania magmy i czasu, przez jaki pozostawała ona pod powierzchnią przed erupcją”. Stwierdzenie to podkreśla, jak zmienność podziemna odcisnęła swoje piętno na powierzchni Marsa, co potwierdzają sygnatury spektralne wykryte w każdym badanym osadzie wulkanicznym.
W badaniu podkreślono, że biorąc pod uwagę brak możliwości bezpośredniego pobierania próbek z wulkanów na Marsie, badania orbitalne stanowią podstawowe narzędzie do badania wewnętrznej struktury planety i jej rozwoju geologicznego. Wyniki wskazują na formy aktywności magmowej porównywalne z tymi występującymi na innych planetach skalistych, co podkreśla uniwersalność i różnorodność procesów wulkanicznych w Układzie Słonecznym.
Analiza tych młodych struktur wulkanicznych potwierdza hipotezę, że złożoność systemów magmowych nie jest cechą charakterystyczną wyłącznie dla Ziemi. Różne fazy erupcji, zachowane w południowej części Monte Pavonis, ilustrują trwałość i ewolucję osadów wulkanicznych oraz podkreślają skuteczność współczesnych metod orbitalnych w odkrywaniu procesów ukrytych pod powierzchnią Marsa.
