Erodierte Hügel in Arabia Terra. (NASA/JPL/UArizona) Wenn du denkst Mars Es ist jetzt ein unwirtlicher Ort, Sie irren sich nicht ... aber es scheint, dass der aktuelle Zustand des Planeten im Vergleich zu seiner fernen Vergangenheit relativ mild ist.
Vor etwa 4 Milliarden Jahren erlebte eine Region des Roten Planeten namens Arabia Terra Tausende mächtiger und explosiver vulkanischer Supereruptionen, die die Atmosphäre mit so viel Staub und giftigen Gasen füllten, dass jeder einzelne das Marsklima für Jahrzehnte verändert hätte .
Diese fanden über einen Zeitraum von etwa 500 Millionen Jahren statt, was bedeutet, dass der frühe Mars – ähnlich wie frühe Erde - war einst ein ganz anderer Ort als er heute aussieht.
„Jeder dieser Ausbrüche hätte erhebliche Auswirkungen auf das Klima gehabt – vielleicht hat das freigesetzte Gas die Atmosphäre dicker gemacht oder die Sonne blockiert und die Atmosphäre kälter gemacht.“ sagte der Geologe Patrick Whelley des Goddard Space Flight Center der NASA.
„Modellierer des Marsklimas werden einiges an Arbeit vor sich haben, um zu versuchen, die Auswirkungen der Vulkane zu verstehen.“
Supereruptionen sind die stärksten aller bekannten Vulkanausbrüche mit einer Stärke von acht – der höchsten Skala auf dem Volcano Explosivity Index. Bei einem Supervulkanausbruch werden mehr als 1.000 Kubikkilometer Material (240 Kubikmeilen) in die Atmosphäre und über Tausende von Kilometern in das umliegende Gelände geschleudert.
Obwohl es schon lange her ist, dass Arabia Terra diese Aktivität erlebte, konnten Whelley und sein Team die Beweise auf der Marsoberfläche anhand von Daten aufdecken, die vom Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) des Mars Reconnaissance Orbiter gewonnen wurden.
Das Gelände ist interessant, mit riesigen Vertiefungen übersät, die als Einschlagskrater interpretiert wurden. Das ist nicht unvernünftig; Der Mars ist mit den Dingern bedeckt. Aber Ein Artikel aus dem Jahr 2013 deutete einen anderen Ursprung an - überhaupt keine Einschlagskrater, aber Kessel . Dies sind Depressionen, die nach einer Zeit zurückbleiben Supervulkan hat seinen Stapel gesprengt; Sobald das Magma verdrängt ist, hat das darüber liegende Gestein keine strukturelle Unterstützung mehr und kollabiert in einer Art Erdfall.
Whelley und sein Team waren von dieser Idee fasziniert, aber es kann schwierig sein, Einschlagskrater und Calderas voneinander zu unterscheiden, ohne sie genauer zu betrachten. Also suchten sie nach etwas anderem – der riesigen Menge an Vulkanasche, die sich bei diesen kolossalen Ausbrüchen abgelagert hätte.
In diesem Papier aus dem Jahr 2013 wurde auch modelliert, wie viel Material hätte ausgeworfen werden sollen. In einem anderen Artikel wurde vorgeschlagen, dass das Gelände Arabia Terra sei könnte Ascheablagerungen enthalten von alten Eruptionen; und noch ein anderer hat die Wirkung der Marsatmosphäre herausgefunden hätte zur Ascheausbreitung beigetragen .
„An diesem Punkt haben wir es aufgegriffen und gesagt: ‚Okay, das sind Mineralien, die mit veränderter Vulkanasche in Zusammenhang stehen, was bereits dokumentiert wurde, also schauen wir uns jetzt an, wie die Mineralien verteilt sind, um zu sehen, ob das der Fall ist „Sie folgen dem Muster, das wir von Supereruptionen erwarten würden“, sagte die Vulkanologin Alexandra Matiella Novak des Johns Hopkins Applied Physics Laboratory.
Da Arabia Terra erodiert ist und Gesteinsschichten sichtbar werden, nahm das Team das vulkanische Mineralprofil und begann mit der Analyse. Sie fanden geschichtete Ablagerungen, die darauf hindeuten – und diagnostisch – sind verändert Vulkanasche in der gesamten Region. Diese enthielten Aluminiumdominant Mineralien wie Montmorillonit, Imogolit und Allophan.
Eine dreidimensionale topografische Karte von Arabia Terra enthüllte dann, wie diese Mineralien geschichtet waren. Sie befanden sich genau dort, wo sie vorhergesagt worden waren, vor 4 bis 3,5 Milliarden Jahren. Und schließlich ermöglichte das vorhergesagte Volumen des vulkanischen Niederschlags dem Team herauszufinden, wie viele einzelne Ausbrüche es gegeben hatte – und es ist riesig, irgendwo zwischen 1.000 und 2.000 über eine halbe Milliarde Jahre.
Die Forscher schätzen, dass etwas mehr als ein halbes Dutzend Supervulkane diese Aktivität bewältigen könnten, wenn jeder alle paar Millionen Jahre ausbrechen würde.
Das sei wirklich seltsam, sagten die Forscher. Supervulkane kommen hier auf der Erde nicht in solchen Clustern vor; Sie treten in Regionen auf, in denen es auch andere Vulkantypen gibt. Und es ist auch nicht so, dass es auf dem Mars nur einen Vulkantyp gibt. Warum sollte Arabia Terra also scheinbar ausschließlich vulkanische Monster beherbergen? Und warum haben wir keine anderen Supervulkane auf dem Mars gefunden?
„Die Leute werden unsere Zeitung lesen und fragen: ‚Wie? Wie konnte der Mars das tun? Wie kann ein so kleiner Planet genug Gestein schmelzen, um Tausende von Supereruptionen an einem Ort auszulösen?'' sagte der Geologe Jacob Richardson von NASA Goddard.
„Ich hoffe, dass diese Fragen viele weitere Forschungsarbeiten nach sich ziehen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe .