Разломы ландшафта Cerberus Fossae, расположенного на обширной равнине Elysium Planitia на Марсе, прорезают холмы и кратеры, что указывает на их относительную молодость. Новое исследование, представившее наиболее подробную трехмерную карту вулканических образований в этой области, рисует картину Марса как планеты с гораздо более бурным геологическим прошлым, чем считалось ранее. Фото: ESA/DLR/FU Berlin.
Согласно исследованию, проведенному исследователями из Университета Аризоны, обширная, плоская, «безликая» равнина на Марсе удивила исследователей, обнаружив гораздо более бурное геологическое прошлое, чем ожидалось. Огромное количество лавы извергалось из многочисленных трещин всего 1 миллион лет назад, покрывая территорию, почти такую же большую, как Аляска, и взаимодействуя с водой внутри и под поверхностью, что привело к крупным наводнениям, которые образовали глубокие каналы.
Из-за отсутствия тектоники плит – смещения кусков коры, которые постоянно меняют форму поверхности Земли – Марс долгое время считался геологически «мертвой» планетой, на которой мало что происходит. Однако недавние открытия заставили исследователей подвергнуть сомнению эту идею. Только в прошлом году группа планетологов, также из Университета Аризоны, представила доказательства существования гигантского мантийного шлейфа под регионом Elysium Planitia, вызвавшего интенсивную вулканическую и сейсмическую активность в относительно недавнем прошлом.
В последнем исследовании команда под руководством Джоаны Фойгт и Кристофера Гамильтона из Лунной и Планетарной лаборатории Университета Аризоны объединила изображения космических аппаратов и измерения георадара, чтобы реконструировать в трехмерных деталях каждый отдельный поток лавы в Elysium Planitia. Обширное исследование выявило и задокументировало более 40 вулканических извержений, при этом один из крупнейших потоков заполнил долину под названием Атабаска-Валлес почти 1000 кубическими милями базальта.
«Элизиум-Планития — самая молодая вулканическая местность на планете, и ее изучение помогает нам лучше понять прошлое Марса, а также недавнюю гидрологическую и вулканическую историю», — пишут авторы в своей статье. Хотя на Марсе до сих пор не наблюдалось вулканической активности, «Elysium Planitia была вулканически гораздо более активной, чем считалось ранее, и, возможно, даже сегодня вулканически жива», — сказал Фойгт, первый автор исследования, опубликованного в Журнале геофизических исследований: Планеты. Множество землетрясений на Марсе, зарегистрированных посадочным модулем НАСА InSight в период с 2018 по 2022 год, предоставили доказательство того, что под поверхностью Красной планеты нет ничего, кроме мертвой.
«Наше исследование дает наиболее полную информацию о геологически недавнем вулканизме на планете, отличной от Земли», — сказал Гамильтон, доцент LPL. «Это лучшая оценка молодой вулканической активности Марса примерно за последние 120 миллионов лет, что соответствует тому времени, когда динозавры бродили по Земле на пике своего развития до настоящего времени».
По мнению авторов, полученные результаты имеют значение для исследований о том, могла ли Марс содержать жизнь в какой-то момент своей истории. На Элизиум-Планитии произошло несколько крупных наводнений, и есть свидетельства того, что изливающаяся лава взаимодействовала с водой или льдом, самым драматическим образом формируя ландшафт. На Элизиум-Планитии Фойгт и ее соавторы обнаружили множество свидетельств паровых взрывов — взаимодействий, которые представляют большой интерес для астробиологов, поскольку они, возможно, создали гидротермальную среду, благоприятствующую микробной жизни.
Команда использовала изображения с камеры Context на борту разведывательного орбитального аппарата НАСА (MRO) в сочетании с изображениями еще более высокого разрешения с камеры HiRISE под руководством MRO под руководством UAArizona в выбранных областях. Чтобы получить топографическую информацию, они воспользовались записями данных лазерного высотомера Mars Orbiter на другом космическом корабле НАСА — Mars Global Surveyor. Эти данные исследования были затем объединены с подземными радиолокационными измерениями, полученными с помощью зонда НАСА Shallow Radar или SHARAD.
На этом изображении, сделанном орбитальным аппаратом Mars Express Европейского космического агентства, показан наклонный вид, фокусирующийся на одном из огромных потоков лавы в Elysium Planitia. Фото: ESA/DLR/FU Berlin.
«С помощью SHARAD мы смогли заглянуть на глубину до 140 метров (460 футов) под поверхность», — сказала Фойгт, завершившая исследование в рамках получения докторской степени в Университете Аризоны. Сейчас она работает научным сотрудником в Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института (JPL) в Пасадене, Калифорния.
«Объединение наборов данных позволило нам восстановить трехмерное изображение исследуемой территории, включая то, какой была топография до извержения лавы из многочисленных трещин и заполненных бассейнов и каналов, ранее прорезанных проточной водой», — добавил Фойгт.
Считается, что внутренняя часть Марса сильно отличается от внутренней части Земли, и детальная реконструкция ее геологических особенностей дает ученым возможность заглянуть в процессы, которые сформировали ее в прошлом. По словам Гамильтона, связь между вулканами и структурой марсианской коры является ключом к пониманию палеоэкологических условий планеты. Помимо того, что вода, содержащаяся в магме, выбрасывается в атмосферу и затем замерзает на поверхности, извержение вулкана может привести к катастрофическому выбросу грунтовых вод на поверхность.
«Когда в марсианской коре появляется трещина, вода может вытечь на поверхность», — сказал Гамильтон. «Из-за низкого атмосферного давления эта вода, скорее всего, буквально просто выкипит. мы видим.»
По словам авторов, понимание того, как вода перемещалась по Марсу в прошлом и где она находится сегодня, является вопросом «Святого Грааля». Поскольку в экваториальных регионах, где расположена Elysium Planitia, гораздо легче приземлиться, чем в более высоких широтах планеты, наличие воды и понимание механизмов ее высвобождения дают информацию для будущих человеческих миссий, которые будут критически зависеть от этого ресурса.
«Elysium Planitia — идеальное место, чтобы попытаться понять связь между тем, что мы видим на поверхности, и внутренней динамикой, которая проявляется через извержения вулканов», — сказал Фойгт. «Я уделил много внимания деталям на поверхности лавы, чтобы попытаться распутать различные события извержения и восстановить всю историю этих геологических образований».
Команда планирует и дальше использовать большие и сложные наборы данных, полученные с помощью различных методов визуализации, для создания высокодетализированной трехмерной картины поверхности Марса и того, что находится под ней, в сочетании с временной последовательностью событий в других вулканически активных регионах.
Фойгт сравнил поверхности потоков лавы с «открытыми книгами, которые предоставляют массу информации о том, как они появились, если вы умеете их читать».
«Эти районы, которые раньше считались безликими и скучными, такие как Elysium Planitia, я думаю, содержат много тайн, и их хочется прочитать», — сказала она.
Информация от: Университетом Аризоны
