Bugün, Mars'ın soğuk, kuru ve jeolojik olarak ölü bir gezegen olduğu iyi anlaşılmıştır. Bununla birlikte, milyarlarca yıl önce hala gençken, gezegen daha yoğun bir atmosfere sahipti ve yüzeyinde sıvı su vardı. Milyonlarca yıl önce, önemli miktarda volkanik aktivite yaşadı, bu da onun Güneş Sistemindeki en büyük yanardağ olan Olympus Mons gibi muazzam özelliklerin oluşmasına neden oldu.
Yakın zamana kadar, bilim adamları Mars volkanik faaliyetinin, gezegenin milyarlarca yıldır yoksun olduğu tektonik hareket dışındaki kaynaklardan kaynaklandığını anladılar. Bununla birlikte, İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri'nden bir araştırmacı ekibi, Mars kaya örnekleri üzerine bir çalışma yaptıktan sonra, Mars'ın yıllar önce Mars'ın daha önce düşünülenden daha volkanik olarak aktif olduğu sonucuna vardı.
Kısa bir süre önce “Tüylerle Beslenen Bir Volkanın Tarihlendirilmesiyle Mars'ın Nabzını Almak” başlıklı çalışmaları bilimsel dergide yayınlandı Doğa İletişimi. İskoç Üniversiteleri Çevre Araştırma Merkezi (SUERC) ile araştırmacı Benjamin Cohen ve Glasgow Üniversitesi Coğrafya ve Yer Bilimleri Fakültesi tarafından yönetilen ekip, Mars göktaşlarının örneklerini kullanarak Mars'ın volkanik geçmişinin bir analizini gerçekleştirdi.
Dünyada, volkanizmanın çoğu, Dünya'nın mantosundaki konveksiyonla tahrik edilen plaka tektoniğinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Ancak Mars'ta volkanik aktivitenin çoğunluğu, mantonun derinliklerinden yükselen son derece lokalize magma yapıları olan manto tüylerinin sonucudur. Bunun nedeni, Mars'ın yüzeyinin son birkaç milyar yıldır statik ve serin kalmasıdır.
Bu nedenle, Mars volkanları (dünyadaki volkanları korumak için morolojide benzer olsa da), Dünyadakilerden çok daha büyük boyutlara büyür. Örneğin Olympus Mons, sadece Mars'taki en büyük kalkan volkanı değil, Güneş Sistemindeki en büyük kalkan volkanıdır. Halbuki dünyanın en yüksek dağı - Mt. Everest - 8.848 m (29.029 ft) yüksekliğindedir, Olympus Mons yaklaşık 22 km (13.6 mi veya 72.000 ft) yüksekliğindedir.
Çalışmaları uğruna, Dr. Cohen ve meslektaşları, dünyadaki volkanların yaşını ve patlama hızını belirlemek için yaygın olarak kullanılan radyoskopik tarihleme tekniklerini kullandılar. Bununla birlikte, bu teknikler daha önce Mars'ta kalkan volkanlar için kullanılmamıştır. Sonuç olarak, ekibin Mars göktaşı örnekleri üzerine çalışması, Mars volkanlarındaki büyüme oranlarının ilk ayrıntılı analiziydi.
İnceledikleri altı örnek, kabaca 1.3 milyar yıl önce bazaltik magmadan oluşan Marslı bir göktaşı sınıfı olan nakhlites olarak bilinir. Bunlar, bir darbe olayı ile Mars'ın yüzüne vurulduktan yaklaşık 11 milyon yıl önce Dünya'ya geldi. Marslı meteorların bir analizini yaparak ekip Mars'ın volkanik geçmişi hakkında yaklaşık 90 milyon yıllık yeni bilgiyi ortaya çıkardı.
Cohen'in bir Glasgow Üniversitesi basın bülteninde açıkladığı gibi:
“Önceki çalışmalardan nakhlite göktaşlarının volkanik kayalar olduğunu biliyoruz ve son yıllarda yaşlandırma tekniklerinin geliştirilmesi nakhlitleri Mars'taki volkanlar hakkında daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olacak mükemmel adaylar haline getirdi.”
İlk adım, kaya örneklerinin gerçekten Mars kökenli olduğunu göstermekti ve ekibin kozmojenik radyasyona maruz kalmasını ölçerek doğruladı. Bundan 11 milyon yıl önce, muhtemelen Mars yüzeyinde meydana gelen bir darbe olayının sonucu olarak kayaların Mars yüzeyinden atıldığını belirlediler. Daha sonra yüksek hassasiyetli bir radyoskopik tekniği 40Ar /39Ar partner.
Bu, potasyumun doğal radyoaktif bozunmasının bir sonucu olan numunelerde oluşan argon miktarını ölçmek için asil bir gaz kütle spektromomeri kullanmaktan ibaretti. Bundan, Mars yüzeyi hakkında 90 milyon yıllık yeni bilgi edinebildiler. Analizlerinin sonuçları, Dünya ve Mars arasında volkanik tarihte önemli farklılıklar olduğunu gösterdi. Cohen'in açıkladığı gibi:
“Nakhlitlerin 90 milyon yıl boyunca en az dört patlamadan oluştuğunu gördük. Bu, bir yanardağ için çok uzun bir zaman ve karasal volkanların süresinden çok daha uzun, bu da tipik olarak sadece birkaç milyon yıldır aktif. Ve bu sadece yanardağın yüzeyini çiziyor, çünkü darbe krateri tarafından çok az miktarda kaya fırlatılıyordu - bu yüzden yanardağ çok daha uzun süre aktif olmalı. ”
Ayrıca ekip, kaya örneklerinin hangi volkanlardan geldiğini daraltabildi. NASA tarafından yapılan önceki çalışmalar, olası nakhlite kaynak krateri için birkaç aday ortaya koydu. Bununla birlikte, yerlerden sadece biri, sonuçları volkanik patlamaların yaşı ve örnekleri uzaya çıkaracak olan etki açısından eşleştirdi.
Bu özel krater (şu anda adlandırılmamış), Elysium Planitia olarak bilinen volkanik ovalarda, 12,6 km (7,8 mi) yüksekliğindeki Elysium Mons yanardağının zirvesinden yaklaşık 900 km (560 mi) uzaklıkta yer almaktadır. Ayrıca şu anda NASA Curiosity gezgininin yaklaşık 2000 km (1243 mi) kuzeyinde yer almaktadır. Cohen'in açıkladığı gibi, NASA bu özel kraterin harika ayrıntılı uydu görüntülerine sahiptir.
“6.5 km genişliğindedir ve ejekta enkaz ışınlarını korumuştur” dedi. “Krater duvarlarında, kayaların katman oluşturduğunu gösteren çok sayıda yatay bant görebildik, her katman ayrı bir lav akışı olarak yorumlandı. Bu çalışma nakhlite göktaşlarının tarihine ve güneş sistemindeki en büyük volkanlara daha net bir tablo sunabildi. ”
Gelecekte, Mars'a örnek dönüş ve mürettebat misyonları bu resmi daha da temizleyecektir. Mars'ın, Dünya gibi, karasal bir gezegen olduğu düşünüldüğünde, jeolojik tarihi hakkında elimizden gelen her şeyi bilmek, sonuçta Güneş Sisteminin kayalık gezegenlerinin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı geliştirecektir. Kısacası, Mars'ın volkanik tarihi hakkında ne kadar çok şey bilirsek, Güneş Sisteminin oluşumu ve evrimi hakkında en fazla şey öğrenebileceğiz.
