Seizmické merania naznačujú, že roztavená hornina sa v marťanskej kôre opakovane vyvíjala a recyklovala, a to potenciálne na vzdialenosti stoviek či tisícov kilometrov. Tento objav spochybňuje dlhodobo zaužívané predstavy o tom, ako vznikajú zložité planetárne kôry.
Mars mohol kedysi obsahovať obrovské magmatické systémy podobné tým na Zemi. Zdroj: iStock/Nazarii Neshcherenskyi
Výskumníci z Oxfordskej univerzity našli dôkazy, že Mars mohol kedysi obsahovať obrovské magmatické systémy podobné tým na Zemi hlboko pod svojím povrchom, hoci táto planéta nemá tektoniku platní, ktorú vedci už dlho spájajú s takouto úrovňou geologickej zložitosti. Tieto zistenia, uverejnené v časopise Nature Astronomy, poukazujú na nové možnosti toho, ako sa skalnaté planéty môžu vyvíjať spôsobmi, ktoré by mohli podporovať obývateľnosť.
Mars sa bežne klasifikuje ako planéta s nehybným povrchom, pretože na rozdiel od Zeme nie je jeho vonkajšia vrstva rozdelená na pohybujúce sa tektonické platne. Na Zemi hrá tektonika platní kľúčovú úlohu vo vulkanizme, v recyklácii materiálu z kôry a pri formovaní kontinentov. Keďže na Marse tento proces chýba, vedci často predpokladali, že jeho kôra vznikla oveľa jednoduchším spôsobom.
Nová štúdia tento predpoklad spochybňuje. Výsledky naznačujú, že Mars mohol vyvinúť vysoko vyvinutú kôru prostredníctvom intenzívneho recyklovania vnútri samotnej planéty bez potreby tektoniky platní podobnej tej na Zemi.
Tajomná hranica v hĺbke 24 kilometrov
Vedci analyzovali seizmické údaje získané v rámci misie InSight agentúry NASA, pričom sa zamerali na vlny vyvolané dopadmi meteoroidov a marsotraseniami, čo je marťanský ekvivalent zemetrasení.
Vedci z Katedry vied o Zemi a Katedry štatistiky na Oxfordskej univerzite využili tieto merania na štúdium nevysvetliteľnej hranice približne 24 kilometrov pod povrchom Marsu. Táto hranica bola identifikovaná už v predchádzajúcom výskume, jej význam však zostával nejasný.
S cieľom zistiť, či ide o prechod medzi rôznymi druhmi hornín, tím porovnal seizmické pozorovania so stovkami možných zložení hornín. Kombináciou termodynamického modelovania so štatistickými metódami vedci určili, ktoré materiály najlepšie zodpovedajú vlastnostiam zaznamenaným v rôznych hĺbkach.
Analýza ukázala, že horniny pod hranicou v hĺbke 24 km najlepšie vysvetľuje ultramafický materiál, čiže taký, ktorý je bohatý na železo a horčík, ale s nízkym obsahom kremíka. Nad touto hranicou sa seizmické vlastnosti viac zhodovali s mafickými horninami, teda obsahujúcimi vyšší podiel kremíka.
Dôkazy o rozsiahlom magmatickom systéme
Vedci sa domnievajú, že táto zakrytá vrstva vznikla, keď sa roztavená hornina nahromadila hlboko pod zemou a postupne sa rozdelila na rôzne materiály. V tomto procese by sa husté kryštály usadili blízko dna kôry, zatiaľ čo ľahšie a chemicky vyspelejšie taveniny by stúpali nahor.
Na Zemi prebiehajú podobné procesy pod vulkanickými oblúkmi a sú spojené s formovaním kontinentov.
Hlavný autor štúdie je seizmológ Tobermory Mackay-Champion, ktorý v súčasnosti pracuje na Bristolskej univerzite, no v čase výskumu pôsobil na Katedre vied o Zemi Oxfordskej univerzity. „Tradične sme predpokladali, že vulkanizmus na Marse bol v porovnaní so Zemou relatívne jednoduchý. Tento objav však naznačuje, že na Marse mohli existovať veľké, dlhotrvajúce systémy, v ktorých sa roztavená hornina vyvíjala a premenila v celej kôre. Otvára to vzrušujúce možnosti týkajúce sa toho, ako by mohli byť takéto systémy bežné na skalnatých planétach mimo našej slnečnej sústavy,“ ozrejmuje Tobermory Mackay-Champion
Zakrytá vrstva môže mať tiež obrovský rozsah. Podľa štúdie by sa mohla tiahnuť stovky či dokonca tisíce kilometrov cez severnú pologuľu Marsu. To by naznačovalo, že na starovekom Marse nedominovali len jednoduché, izolované sopky. Namiesto toho mohla planéta kedysi obsahovať obrovské, prepojené magmatické systémy, ktoré pokrývali veľké časti jej kôry. Tento proces, známy ako transkrustálny magmatizmus, sa doteraz považoval pre Zem za jedinečný.
Čo tento objav naznačuje o možnostiach obývateľnosti planéty
Tieto zistenia by mohli mať širší dosah na pochopenie toho, ako sa skalnaté planéty stávajú obývateľnými. Geologický kolobeh môže ovplyvňovať vývoj atmosfér, oceánov a prostredí, v ktorých by mohol byť možný život. Na Zemi tieto procesy pomáhajú regulovať klímu a podporujú dlhodobý kolobeh vody a iných prchavých prvkov.
Keďže tektonika platní je hnacou silou veľkej časti tohto recyklačného procesu na Zemi, vedci ju často považovali za dôležitú podmienku vytvorenia a udržania podmienok vhodných na život. Zistenia z Marsu naznačujú, že komplexný vývoj kôry a rozsiahla geologická recyklácia môžu byť možné aj na planétach bez tektoniky podobnej tej na Zemi.
Profesor Jon Wade z Katedry vied o Zemi Oxfordskej univerzity, spoluautor štúdie, tvrdí, že jednou z dôležitých otázok v planetárnej vede je to, či je naša Zem vo vesmíre jedinečnou. „Ak by sa na Marse mohla vyvinúť takáto komplexná kôra bez tektoniky platní, potom by sa podmienky potrebné na obývateľnosť mohli vyskytovať na väčšom počte planét, než sme si uvedomovali, vrátane tých, ktoré sme predtým vylúčili na základe ich veľkosti alebo zdanlivého nedostatku tektonickej aktivity,“ uviedol Jon Wade.
Výskum vychádza zo seizmických pozorovaní získaných misiou InSight agentúry NASA, ktorá v roku 2018 umiestnila na Mars prvý seizmometer a poskytla vedcom bezprecedentný pohľad na vnútornú štruktúru planéty.
Zdroj: Science Daily
(RR)
