Недавнє дослідження проливає світло на давнє минуле Марса, показуючи, як варіації товщини земної кори вплинули на магматичну еволюцію та гідрологію планети. Це дослідження ставить під сумнів давні припущення про Марс і припускає, що товста кора під його південними нагір’ями підтримувала гранітну магму та підземні водоносні горизонти мільярди років тому.
Еволюція динамічної кори Марса
Дослідження під керівництвом Сін-Ті Лі з Університету Райса розкриває роль південних нагір’їв Марса, де товщина земної кори сягала 80 кілометрів (50 миль) протягом нойського та раннього гесперійського періодів (3-4 мільярди років тому). Розширене термічне моделювання показало, що радіоактивне нагрівання в цих товстих областях земної кори спричинило часткове танення в нижній частині земної кори та утворило кислі магми, подібні до гранітів.
«Наші результати показують, що процеси в земній корі Марса були набагато динамічнішими, ніж вважалося раніше», — сказав Лі. «Товста кора на південних нагір’ях не тільки могла створити гранітну магму без тектоніки плит, але також створила теплові умови для стабільних водоносних горизонтів підземних вод – резервуарів рідкої води – на планеті, яку ми часто вважали сухою та замерзлою».
Дослідницька група використовувала передові комп’ютерні моделі для моделювання умов марсіанської кори протягом її давніх епох, зосереджуючись на трьох критичних факторах: радіоактивне теплогенерування, мантійний тепловий потік і товщина кори.
Утворення граніту на Марсі
Радіоактивні елементи в корі природним чином розпалися, виділяючи тепло з часом, тоді як додаткове тепло від мантії планети сприяло нагріванню кори знизу.
У районах, де товщина кори перевищувала 50 кілометрів (31 милю), ця комбінація факторів призвела до часткового танення нижньої кори. Цей процес породив гранітну магму, яка багата кремнеземом.
Стабільні підземні водойми
Потік тепла від товстої кори також підтримував стабільні резервуари підземної води, або водоносні горизонти, під замерзлим поверхневим шаром. Ці водоносні горизонти простягалися на кілька кілометрів під поверхнею, утримуючи рідину через тривале тепло в товстих регіонах кори.
Іноді виверження вулканів або зіткнення з астероїдами могли порушити ці підземні резервуари, спричинивши вихід води на поверхню під час епізодичних повеней. Взаємодія між теплом, динамікою земної кори та водою підкреслює набагато більш геологічно активний і гідрологічно динамічний Марс, ніж вважалося раніше. Отримані дані мають велике значення для потенційної придатності планети для проживання.
Значення граніту на Марсі
Дослідження спростовує припущення про те, що граніти є унікальними для тектоніки плит Землі та процесів рециркуляції води.
«Граніти — це не просто скелі; це геологічні архіви, які розповідають нам про термічну та хімічну еволюцію планети», — сказав Радждіп Дасгупта. «На Землі граніти пов’язані з тектонікою та рециркуляцією води. Той факт, що ми бачимо докази існування подібних магм на Марсі через глибоке переплавлення кори, підкреслює складність планети та її потенціал для життя в минулому».
Ці граніти, приховані під базальтовими потоками південних нагір’їв, дають вирішальне розуміння геологічної історії Марса.
Стародавня вода та наслідки для проживання
Дослідження показує, що південні нагір’я Марса, можливо, були більш гостинними для життя в минулому, ніж колись вважали вчені. Відомо, що гранітні магми, що утворилися в цих регіонах марсіанської кори, містять необхідні для життя елементи, такі як калій і фосфор.
Крім того, наявність стабільних підземних водних резервуарів під високогір’ям додає ще один рівень при розгляді потенційної придатності для проживання. Ці рідкі водоносні горизонти, захищені під замерзлим поверхневим шаром, могли забезпечити стабільне середовище для існування мікробного життя. Поєднання цих факторів суттєво змінює наше бачення потенціалу Марса для підтримки життя, пропонуючи нове розуміння минулого середовища планети.
Дорожня карта майбутніх досліджень
Південне нагір’я є багатообіцяючою метою для майбутніх місій на Марс. Великі кратери та тріщини в цьому регіоні можуть оголити приховані гранітні скелі або стародавні водойми.
«Будь-яке розуміння процесів земної кори Марса наближає нас до відповіді на деякі з найглибших питань планетознавства, зокрема про те, як Марс еволюціонував і як на ньому могло бути життя», — зазначила співавтор дослідження Кірстен Зібах. «Наше дослідження є дорожньою картою, де шукати та на що звертати увагу під час пошуку відповідей».
Більш складна Червона планета
Це дослідження малює картину Марса як більш динамічної та складної планети, ніж уявлялося раніше. Взаємодія товстих областей кори, гранітних магм і підземних водоносних горизонтів підкреслює планету, багату на геологічні та гідрологічні процеси. Ці відкриття можуть змінити наш підхід до вивчення Марса та нашу оцінку того, чи могло на ньому бути життя в далекому минулому. Дослідження опубліковано в журналі Earth and Planetary Science Letters.