Планетология

На Марсе обнаружен гигантский вулкан

В новаторском заявлении на 55-й Лунной и планетарной научной конференции, состоявшейся в Вудлендсе, штат Техас, ученые сообщили об открытии гигантского вулкана и возможного слоя погребенного ледникового льда в восточной части марсианской вулканической провинции Тарсис недалеко от экватора планеты.

Гигантский вулкан, неоднократно появлявшийся на орбитальных космических кораблях вокруг Марса, начиная с «Маринера-9» в 1971 году, но глубоко разрушенный до неузнаваемости, на протяжении десятилетий скрывался на виду в одном из самых знаковых регионов Марса, на границе между сильно раздробленным лабиринтом. Noctis Labyrinthus (Лабиринт Ночи) и монументальные каньоны Valles Marineris (Долины Моряков).

На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Гигантский вулкан, скрывающийся на виду в одном из самых знаковых регионов Марса. Недавно обнаруженный гигантский вулкан на Марсе расположен к югу от экватора планеты, в Восточном Лабиринте Ноктиса, к западу от Долины Маринериса, обширной системы каньонов планеты. Вулкан расположен на восточной окраине широкого регионального топографического холма под названием Тарсис, где находятся еще три известных гигантских вулкана: Аскрей Монс, Павонис Монс и Арсия Монс. Хотя недавно открытый вулкан более эродирован и менее высок, чем эти гиганты, он конкурирует с другими по диаметру, который составляет около 450 км (280 миль) (красный пунктирный кружок на этой фотографии). Сообщается также о возможном погребенном леднике под относительно недавними вулканическими отложениями по периметру эродированного вулкана, что делает этот район привлекательным для поиска жизни и будущих исследований с помощью роботов и человека. Фото: Фоновое изображение: Марсианский глобус NASA/USGS. Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.

Временно обозначенное как «Вулкан Ноктис» в ожидании официального названия, структура находится в центре на координатах 7°35’ ю.ш., 93°55’ з.д. Она достигает +9022 метров (29600 футов) в высоте и имеет ширину 450 километров (280 миль). Гигантские размеры вулкана и сложная история изменений указывают на то, что он был активен в течение очень долгого времени. В его юго-восточной части расположены тонкие недавние вулканические отложения, под которыми, вероятно, все еще присутствует ледниковый лед.

Это сочетание гигантского вулкана и возможного открытия ледникового льда имеет большое значение, поскольку указывает на захватывающее новое место для изучения геологической эволюции Марса во времени, поиска жизни и исследований с роботами и людьми в будущем.

«Мы изучали геологию района, где в прошлом году нашли остатки ледника, и поняли, что находимся внутри огромного и глубоко разрушенного вулкана», — сказал доктор Паскаль Ли, планетолог из Института SETI и Института Марса. из Исследовательского центра Эймса НАСА и является ведущим автором исследования.

На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Недавно открытый гигантский вулкан расположен в «середине событий» на Марсе. Топографическая карта, показывающая знаковое расположение вулкана Ноктис между крупнейшими вулканическими провинциями и каньонами Марса. Фото: Справочное изображение: Цифровая модель рельефа Марсианского орбитального лазерного высотомера (MOLA) НАСА Mars Global Surveyor (MGS). Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.

Несколько подсказок, взятых вместе, выдают вулканическую природу беспорядка слоистых гор и каньонов в этой восточной части Лабиринта Ноктиса. Центральная зона вершины отмечена несколькими возвышениями, образующими дугу, достигающую регионального максимума и спускающуюся вниз от зоны вершины. Пологие внешние склоны простираются на 225 километров (140 миль) в разных направлениях.

Остаток кальдеры — остатки рухнувшего вулканического кратера, когда-то находившегося в лавовом озере, — можно увидеть недалеко от центра сооружения. Потоки лавы, пирокластические отложения (состоящие из вулканических твердых частиц, таких как пепел, зола, пемза и тефра) и отложения гидратированных полезных ископаемых встречаются в нескольких областях по периметру структуры.

«Известно, что в этой области Марса имеется большое разнообразие гидратированных минералов, охватывающих долгий период марсианской истории. Давно предполагалось, что эти минералы имеют вулканическое происхождение. Так что, возможно, неудивительно найти здесь вулкан», — объяснил Сураб Шубхам, аспирант факультета геологии Университета Мэриленда и соавтор исследования. «В каком-то смысле этот большой вулкан является долгожданным «дымящимся пистолетом».

Помимо вулкана, в исследовании сообщается об открытии большой площади вулканических отложений площадью 5000 квадратных километров (1930 квадратных миль) по периметру вулкана, представляющей собой большое количество низких, округлых и удлиненных, похожих на волдыри холмов. Эта «вздутая местность» интерпретируется как поле «конусов без корней», насыпей, образовавшихся в результате взрывного выхода пара или набухания пара, когда тонкий слой горячих вулканических материалов останавливается на поверхности воды или богатой льдом поверхности.

На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Топографическая карта вулкана Ноктис. Вулкан Ноктис не имеет традиционной конической формы типичного вулкана, потому что долгая история глубоких трещин и эрозии изменила его. Однако при внимательном рассмотрении можно распознать ключевые особенности, указывающие на вулкан. Внутри «внутренней зоны», очерчивающей самые высокие остатки вулкана, дуга высоких гор отмечает центральную зону вершины, достигающую кульминации на высоте +9022 м (29 600 футов). Сохранившиеся части склонов вулкана простираются вниз в разных направлениях до внешнего края «внешней зоны», на расстоянии 225 км (140 миль) от вершины. Остаток кальдеры — остатки рухнувшего вулканического кратера, когда-то находившегося в лавовом озере, — можно увидеть недалеко от центра сооружения. Потоки лавы, пирокластические отложения (состоящие из вулканических твердых частиц, таких как пепел, зола, пемза и тефра) и гидротермальные минеральные отложения встречаются в нескольких областях по периметру вулканической структуры. На карте также показано поле конусов без корней и возможная протяженность неглубокого погребенного ледникового льда, о котором сообщалось в этом исследовании, по отношению к «реликтовому леднику», открытому в 2023 году. Также показана Пристань Ноктиса, кандидат на посадку для будущих исследований роботов и человека. Фото: Фоновые изображения: мозаика контекстной камеры (CTX) Марсианского разведывательного орбитального аппарата НАСА (MRO) и цифровая модель рельефа Марсианского лазерного высотомера (MOLA) Mars Global Surveyor (MGS). Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.

Всего год назад Ли, Шубэм и их коллега Джон В. Шатт обнаружили впечатляющие остатки ледника – или «реликтового ледника» – через значительное эрозионное отверстие в том же вулканическом массиве в виде светлого отложения ( ЛТД) сернокислой соли с морфологическими признаками ледника.

Было интерпретировано, что сульфатные отложения, состоящие в основном из ярозита, водного сульфата, образовались, когда покров вулканических пирокластических материалов остановился на леднике и вступил в химическую реакцию со льдом. Разрушенные конусы без корней, выявленные в текущем исследовании, демонстрируют аналогичные проявления полигидратных сульфатов, что еще раз позволяет предположить, что вздутое вулканическое одеяло может скрывать под собой обширный слой ледникового льда.

Вулкан Ноктис представляет собой долгую и сложную историю изменений, возможно, в результате сочетания трещиноватости, термической и ледниковой эрозии. Исследователи интерпретируют вулкан как огромный щит, состоящий из слоистых скоплений пирокластических материалов, лавы и льда, последний возник в результате неоднократного накопления снега и ледников на его склонах с течением времени.

По мере развития разломов и разломов, особенно в связи с поднятием более обширного региона Тарсис, на котором расположен вулкан, лавы начали подниматься через различные части вулкана, что привело к термической эрозии и удалению огромного количества погребенного льда и катастрофическое обрушение целых участков вулкана.

Последующие оледенения продолжили эрозию, придав многим каньонам внутри структуры их нынешнюю характерную форму. В этом контексте «реликтовый ледник» и возможный погребенный слой ледникового льда вокруг него могут быть остатками последнего эпизода оледенения, повлиявшего на вулкан Ноктис.

На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Детальный анализ данных Марса выявил вулкан Ноктис. Подробный анализ альтиметрии региона с использованием данных лазерного высотомера орбитального аппарата Марса (MOLA) НАСА Mars Global Surveyor (MGS) в сочетании с данными изображений с высоким разрешением, полученными с помощью научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) с орбитального разведывательного аппарата Марса (MRO) НАСА. и Context Imager (CTX), а также с помощью стереокамеры высокого разрешения Mars Express (MEX) Европейского космического агентства (HRSC) позволили обнаружить вулкан Ноктис. Помимо вершины вулкана, остатков кальдеры, а также внутренней и внешней зон, на топографической карте справа показаны «реликтовый ледник», открытый в 2023 году, и Приземление Ноктиса, потенциальное место посадки для будущих исследований роботов и человека. Фото: Слева: цветная мозаика Mars Express HRSC ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO; Справа: фоновое изображение: то же, что и слева; Цифровая модель рельефа NASA MGS MOLA. Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.

Но многое в недавно открытом гигантском вулкане остается загадкой. Хотя ясно, что он был активен в течение длительного времени и начал строиться в начале истории Марса, неизвестно, когда именно. Точно так же, хотя извержения здесь происходили даже в наше время, неизвестно, является ли он все еще вулканически активным и может ли извергнуться снова. И если он был активен в течение очень долгого времени, могло ли сочетание устойчивого тепла и воды изо льда позволить этому месту стать убежищем для жизни?

Поскольку загадки, окружающие вулкан Ноктис, продолжают озадачивать ученых, это место уже становится новым захватывающим местом для изучения геологической эволюции Марса, поиска жизни и планирования будущих исследований с помощью роботов и человека. Возможное присутствие ледникового льда на небольших глубинах вблизи экватора означает, что люди потенциально могут исследовать менее холодную часть планеты, сохраняя при этом возможность добывать воду для гидратации и производства ракетного топлива (путем расщепления H2O на водород и кислород).

На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Вулкан Ноктис в 3D. Анаглифическое изображение, показывающее части внутренней зоны высокогорных остатков вулкана Ноктис диаметром 250 км (155 миль) и внешней зоны других останков, связанных с вулканом, диаметром 450 км (280 миль). Помимо вершины вулкана, остатков кальдеры, а также внутренней и внешней зон, на этой трехмерной карте показаны «реликтовый ледник», открытый в 2023 году, и Приземление Ноктиса, потенциальное место посадки для будущих исследований роботов и человека. Фото: Фоновое изображение: Анаглифная (3D) мозаика Mars Express ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO. Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.
На Марсе обнаружен гигантский вулкан
Возможный погребенный ледниковый лед у подножия вулкана Ноктис. Хорошо сохранившиеся потоки вулканической лавы и пирокластические отложения в юго-восточной части вулкана Ноктис позволяют предположить, что вулкан оставался активным даже в сравнительно недавнее время. Пирокластические отложения представляют собой «волдыри» на своей поверхности, интерпретируемые как «конусы без корней» или паровые отверстия, образующиеся при контакте горячих пирокластических материалов со льдом H2O. Разрывы в пирокластических отложениях обнаруживают светлые отложения (LTD) сульфатных солей, ожидаемых продуктов химических реакций между пирокластическими материалами и льдом H2O. Самый крупный LTD сульфатов в этой области уже был описан как «реликтовый ледник», поскольку он представляет широкий спектр морфологических особенностей, характерных для ледников, что позволяет предположить, что ледниковый лед все еще может сохраняться, только защищенный тонким слоем сульфатных солей. . В более широком смысле, конусы без корней и другие сульфатные отложения в этой области могут покрывать еще больше ледникового льда. Авторы и права: Справочные изображения: Марсианский разведывательный орбитальный аппарат (MRO), научный эксперимент по созданию изображений с высоким разрешением (HiRISE), Context Imager (CTX) и компактный спектрометр для получения изображений Марса (CRISM). Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.

«На самом деле сочетание факторов делает место вулкана Ноктис исключительно интересным. Это древний и долгоживущий вулкан, настолько глубоко разрушенный, что через него можно пройти пешком, проехать или пролететь, чтобы исследовать, брать образцы и датировать различные части его недр, чтобы изучить эволюцию Марса во времени. Он также имеет долгую историю взаимодействия тепла с водой и льдом, что делает его идеальным местом для астробиологии и поиска признаков жизни».

«Наконец, учитывая, что ледниковый лед, вероятно, все еще сохраняется вблизи поверхности в относительно теплой экваториальной области Марса, это место выглядит очень привлекательным для исследования роботами и человеком», — сказал Ли.

Это исследование было проведено с использованием данных миссий NASA Mariner 9, Viking Orbiter 1 и 2, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter, а также миссии ESA Mars Express. Особая признательность выражается командам, работающим с приборами, за приобретение различных наборов данных, использованных в этом исследовании. Использование открытой системы планетарных данных НАСА, Mars Quickmap, Mars Trek и онлайн-инструментов визуализации данных Google Mars также сыграло ключевую роль в проведении исследования.

Предоставлено
Институт SETI

Кнопка «Наверх»