Вчені за допомогою навколомарсіанських супутників досліджували морфологічну та мінералогічну будову високогірних територій та низин у південній півкулі Червоної планети — марсіанських областей Ериданія, Кіммерія та Сіренум. Відкриття виявилися доволі несподіваними.
На Землі тектонічні плити, що постійно рухаються, з’явилися близько трьох мільярдів років тому, але це не означає, що до цього моменту поверхня нашої планети залишалася незмінною. Вона активно «перероблялася» під час вулканізму та ранніх форм тектоніки. Оскільки з того часу тектонічні процеси сильно змінилися, ми не маємо можливості вивчити той ранній етап еволюції кори Землі. Зате ми маємо Марс та інші кам’янисті планети, на яких збереглася древня кора.
Щоб краще розібратися в цьому ранньому періоді еволюції кори кам’янистих планет, міжнародна група вчених під керівництвом геолога та планетолога Джозефа Міхальскі (Joseph Michalski) з Гонконзького університету (Китай) сфокусувалася на області з дуже різноманітним рельєфом у південній півкулі Марса: басейні Ері то було стародавнє море, а також прилеглому до нього нагір’я Кіммерія та горбистій місцевості Сіренум.
За даними, зібраними різними орбітальними апаратами, серед яких Mars Global Surveyor, «Марс Одіссей» та Mars Reconnaissance Orbiter, дослідники вивчили морфологічну та мінералогічну будову цих територій. Близько 3,5 мільярда років тому там вирували вулкани: як на суші, так і на глибині 400-1200 метрів у гігантському морі, яке було втричі більше від сучасного Каспійського моря.
За оцінкою авторів дослідження, опублікованого в журналі Nature Astronomy, у регіоні Еріданія знаходилися сотні вулканів. У цій роботі вчені виділили 63 вулкани та розділили їх на чотири категорії: вулканічні куполи, стратовулкани, пірокластичні щити та комплекси кальдер.
Куполи відрізняються маленьким розміром із середнім діаметром близько 14 кілометрів і висотою приблизно 0,8 кілометра. Стратовулкани схожі на них будовою, але набагато більше: 40-80 кілометрів у діаметрі та до двох-трьох кілометрів у висоту. Зазвичай вони мають вершина і бічні кратери, часто з’єднані розломами.
Пірокластичні щити нижчі за стратовулкани, зате набагато більше в діаметрі — до 100 кілометрів при висоті приблизно 1,1 кілометра. Відмінна риса щитів і стратовулканів — щільні сітки долин на схилах. Вони свідчать про активну ерозію складових порід.
Зрештою, комплекси кальдер. Їхня визначальна характеристика — мережі западин і низин, які за будовою не схожі на сліди від ударів метеоритів. У нагір’ях Кіммерії та горбистій місцевості Сіреніум автори дослідження знайшли комплекси, що включають до 14 таких западин.
Загалом всі вони схожі на аналогічні вулканічні структури на Землі, але відрізняються діаметром. Це меншою силою тяжіння (38% від земної). У таких умовах вулканізм більш «вибуховий», а пірокласти — уламкові гірські породи, що утворюються під час такої активності, — розлітаються на значно більші відстані. Тому й висота виходить не така велика.
За словами авторів дослідження, різноманітність у будові та складі вулканічних структур (велика кількість фельзичних мінералів) на цих територіях вказує на можливу «переплавку кори» та вертикальну тектоніку на тому ранньому етапі формування кори. Виходить, Марс не нерухомий «базальтовий світ», як вважалося раніше.
Окремий інтерес представляють виявлені підводні та прибережні вулкани. За хімічним складом та фізичними умовами моря Еріданії на молодому Марсі були схожі на гідротермальні умови, в яких, як припустили вчені, зародилося життя на молодій Землі. Тому нова робота відкриває цікаві перспективи для дослідження не тільки вулканічної активності на всій Червоній планеті, а й конкретних умов Еріданія.