Även om den mesta vulkaniska och tektoniska aktiviteten på Mars inträffade under de första 1.5 miljarder åren av dess geologiska historia, avslöjar den senaste tidens vulkanism, tektonism och aktiv seismicitet i Elysium Planitia pågående aktivitet. Men denna senaste puls i vulkanism och tektonik är oväntad på en svalkande Mars.
En ny studie av forskare från University of Arizona presenterar flera rader av bevis som avslöjar närvaron av en gigantisk aktiv mantelplym på dagens Mars. Studien utmanar nuvarande syn på Mars geodynamiska evolution med en rapport om upptäckten av en aktiv mantelplym som trycker ytan uppåt och orsakar jordbävningar och vulkanutbrott.
Jeff Andrews-Hanna, docent i planetvetenskap vid LPL, sa: "Vi har starka bevis för att mantelplymer är aktiva på jorden och Venus, men detta förväntas inte på en liten och förment kall värld som Mars. mars var mest aktiv för 3 till 4 miljarder år sedan, och den rådande uppfattningen är att planeten i princip är död idag."
Adrien Broquet, en postdoktorand forskningsassistent vid UArizona Lunar and Planetary Laboratory, sa: "En enorm mängd vulkanisk aktivitet tidigt i planetens historia byggde de högsta vulkanerna i solsystem och täckte större delen av norra halvklotet i vulkaniska avlagringar. Den lilla aktivitet som har inträffat under senare tid hänförs vanligtvis till passiva processer på en svalkande planet."
Elysium Planitia-slätten, som ligger i Mars norra lågland nära ekvatorn, fångade forskarnas uppmärksamhet på grund av en häpnadsväckande aktivitetsnivå. Elysium Planitia har genomgått betydande utbrott under de senaste 200 miljoner åren, i motsats till andra vulkaniska zoner på Mars som inte har upplevt betydande aktivitet på miljarder år.
Andrews-Hanna sa, "Tidigare arbete av vår grupp hittade bevis i Elysium Planitia för de yngsta vulkanutbrott känt på Mars. Det skapade en liten explosion av vulkanaska för omkring 53,000 XNUMX år sedan, vilket i geologisk tid i huvudsak är igår."
Cerberus Fossae, en serie unga sprickor som sträcker sig mer än 800 miles över Mars yta, är källan till vulkanismen i Elysium Planitia. Nyligen upptäckte InSight-teamet vid NASA att nästan alla marsquakes härröra från detta område. Även om den unga åldern för denna vulkaniska och tektoniska aktivitet hade fastställts, var dess grundorsak fortfarande okänd.
Broquet sa, "Vi vet att Mars inte har plattektonik, så vi undersökte om aktiviteten vi ser i Cerberus Fossae-regionen kan vara resultatet av en mantelplym."
Forskarna upptäckte bevis på en liknande serie händelser på Mars när de undersökte egenskaperna hos Elysium Planitia. En av de högsta platserna i Mars vidsträckta norra lågland, ytan har höjts med mer än en mil. Förekomsten av en mantelplym är förenlig med att höjningen stöds från djupt inuti jordklotet, enligt analyser av mindre fluktuationer i gravitationsfältet.
Ytterligare mätningar stödde teorin om att något tryckte upp ytan efter att kratrarna bildats genom att avslöja att golvet på nedslagskratrar lutar i riktning mot plymen. Slutligen, när forskare använde en tektonisk modell för regionen, upptäckte de att den enda förklaringen till förlängningen som skapade Cerberus Fossae var förekomsten av en massiv plym 2,500 XNUMX miles bred.
Broquet sa, "När det gäller vad du förväntar dig att se med en aktiv mantelplym, markerar Elysium Planitia alla rätt rutor. Fyndet utgör en utmaning för modeller som används av planetforskare för att studera planeternas termiska utveckling. Denna mantelplym har påverkat ett område på Mars som ungefär motsvarar det i det kontinentala USA. Framtida studier måste hitta ett sätt att redogöra för en enorm mantelplym som inte förväntades finnas där."
”Vi brukade tro att InSight landade i en av de geologiskt tråkigaste regionerna på Mars – en fin plan yta som ungefär borde representera planetens lågland. Istället visar vår studie att InSight landade precis ovanpå ett aktivt plymhuvud.”
"Att ha en aktiv mantelplym på Mars idag är ett paradigmskifte för vår förståelse av planetens geologiska utveckling, liknande när analyser av seismiska mätningar registrerade under Apollo-eran visade att månens kärna var smält."
Forskare noterade, "Deras resultat kan också ha konsekvenser för liv på Mars. Den studerade regionen upplevde översvämningar av flytande vatten under sitt senaste geologiska förflutna, även om orsaken har förblivit ett mysterium. Samma värme från plymen som driver pågående vulkanisk och seismisk aktivitet kan också smälta is för att göra översvämningarna – och driva på kemiska reaktioner som kan upprätthålla liv djupt under jorden.”
Andrews-Hanna sstöd, "Mikrober på jorden frodas i miljöer som denna, och det kan vara sant på Mars också. Upptäckten går längre än att förklara den gåtfulla seismiska aktiviteten och återuppkomsten av vulkanisk aktivitet. Att veta att det finns en aktiv jätte mantelplym under Mars yta väcker viktiga frågor om hur planeten har utvecklats. Vi är övertygade om att framtiden har fler överraskningar i beredskap.”
Tidskriftsreferens:
- Broquet, A., Andrews-Hanna, JC Geofysiska bevis för en aktiv mantelplym under Elysium Planitia på Mars. Nat Astron (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01836-3
