Šiandien gerai suprantama, kad Marsas yra šalta, sausa ir geologiškai negyva planeta. Tačiau prieš milijardus metų, kai ji dar buvo jauna, planetos atmosfera buvo tankesnė, o jos paviršiuje buvo skysto vandens. Prieš milijonus metų jis taip pat patyrė nemažai vulkaninio aktyvumo, dėl kurio susidarė didžiulės jo savybės - kaip „Olympus Mons“, didžiausias Saulės sistemos ugnikalnis.
Dar visai neseniai mokslininkai suprato, kad Marso ugnikalnių veiklą skatina ne tik tektoninis judėjimas, bet ir kiti šaltiniai, kurių planeta neturėjo milijardus metų. Tačiau atlikusi Marso uolienų mėginių tyrimą, JK ir JAV tyrėjų komanda padarė išvadą, kad prieš eonas Marsas buvo vulkaniškai aktyvesnis, nei manyta anksčiau.
Neseniai moksliniame žurnale pasirodė jų tyrimas, pavadintas „Marso impulso paėmimas pasitelkiant Plume maitintą ugnikalnį“. Gamtos komunikacijos. Vadovaujamas Škotijos universitetų aplinkos tyrimų centro (SUERC) ir Glazgo universiteto geografijos ir žemės mokslų mokyklos tyrinėtojo Benjamino Coheno, komanda atliko Marso vulkaninės praeities analizę, naudodama Marso meteoritų pavyzdžius.
Žemėje didžioji dalis vulkanizmo atsiranda dėl plokščiosios tektonikos, kurią lemia konvekcija į žemės apvalkalą. Tačiau Marse didžiąją dalį vulkaninio aktyvumo lemia mantijos plunksnos, kurios yra labai lokalizuotos magmos būklės, kylančios iš gilios mantijos. Taip yra dėl to, kad Marso paviršius pastaruosius keletą milijardų metų išliko nekintamas ir kietas.
Dėl šios priežasties Marso ugnikalniai (nors morfologiškai panašūs į ekranuojančius Žemėje esančius ugnikalnius) išauga iki daug didesnių nei Žemėje. Pavyzdžiui, „Olympus Mons“ yra ne tik didžiausias skydo ugnikalnis Marse, bet ir didžiausias Saulės sistemoje. Kadangi aukščiausias kalnas žemėje - Mt. Everestas - yra 8 848 m (29,029 pėdų) aukščio, „Olympus Mons“ stovi maždaug 22 km (13,6 mylių arba 72 000 pėdų) aukščio.
Tyrimo tikslais daktaras Cohenas ir jo kolegos naudojo radioskopinius pasimatymų būdus, kurie dažniausiai naudojami siekiant nustatyti ugnikalnių amžių ir išsiveržimo greitį Žemėje. Tačiau tokie metodai anksčiau nebuvo naudojami skydo ugnikalniams Marse. Todėl komandos atliktas Marso meteorito mėginių tyrimas buvo pirmoji išsami Marso ugnikalnių augimo greičio analizė.
Šeši jų ištirti pavyzdžiai yra žinomi kaip nakhlitai - Marso meteorito klasė, susidariusi iš bazaltinės magmos maždaug prieš 1,3 milijardo metų. Jie atėjo į Žemę maždaug prieš 11 milijonų metų po to, kai nuo Marso paviršiaus jie buvo susprogdinti dėl smūgio. Atlikdama Marso meteoritų analizę, komanda sugebėjo sužinoti apie 90 milijonų metų vertės naujos informacijos apie Marso ugnikalnio praeitį.
Kaip dr. Cohenas paaiškino Glazgo universiteto pranešime spaudai:
„Iš ankstesnių tyrimų mes žinome, kad nakhlito meteoritai yra vulkaninės uolienos, o pastaraisiais metais vystantis pažinties su amžiumi metodais nakhlitai tapo puikiais kandidatais, kurie padėjo mums daugiau sužinoti apie Marso ugnikalnius“.
Pirmasis žingsnis buvo parodyti, kad uolienų pavyzdžiai iš tikrųjų yra Marso kilmės, o tai komanda patvirtino išmatuodama jų poveikį kosmogeninei radiacijai. Jie nustatė, kad akmenys buvo išstumti iš Marso paviršiaus prieš 11 milijonų metų, greičiausiai dėl smūgio į Marso paviršių. Tada jie taikė didelio tikslumo radioskopinę techniką, vadinamą 40Ar /39Ar pažintys.
Tai sudarė tauriųjų dujų masės spektromomero naudojimas bandiniuose sukaupto argono kiekiui išmatuoti, kuris yra natūralaus radioaktyvaus kalio skilimo rezultatas. Iš to jie galėjo gauti 90 milijonų metų vertės naujos informacijos apie Marso paviršių. Jų analizės rezultatai parodė, kad vulkanų istorijoje yra dideli skirtumai tarp Žemės ir Marso. Kaip paaiškino daktaras Cohenas:
„Mes nustatėme, kad nakhlitai susidarė iš mažiausiai keturių išsiveržimų per 90 milijonų metų. Tai labai ilgas ugnikalnio laikas ir daug ilgesnis nei sausumos ugnikalnių, kurie paprastai veikia tik kelis milijonus metų, trukmė. Tai tik subraižo ugnikalnio paviršių, nes smūgio krateris būtų išmetęs tik labai mažą uolienų kiekį - taigi ugnikalnis turėjo būti aktyvus daug ilgiau “.
Be to, komanda taip pat sugebėjo susiaurinti, iš kurių ugnikalnių kilo jų uolienų pavyzdžiai. Ankstesni NASA atlikti tyrimai atskleidė kelis kandidatus į galimą nakhlito šaltinio kraterį. Tačiau tik viena iš vietų atitiko jų rezultatus pagal ugnikalnių išsiveržimų amžių ir poveikį, kuris būtų pavyzdžius išmetęs į kosmosą.
Šis ypatingas krateris (šiuo metu bevardis) yra vulkaninėse lygumose, žinomose kaip Elysium Planitia, maždaug 900 km (560 mylių) atstumu nuo Elysium Mons ugnikalnio viršūnės, kuris yra 12,6 km (7,8 mi) aukščio. Jis taip pat yra apie 2000 km (1243 mylių) į šiaurę nuo to, kur yra NASA „Curiosity“ maršrutas. Kaip paaiškino Cohenas, NASA turi nuostabiai išsamius palydovinius šio konkretaus kraterio vaizdus.
„Jis yra 6,5 km pločio ir išsaugojo išstumtus šiukšlių spindulius“, - sakė jis. „Ir mes galėjome pamatyti keletą horizontalių juostų ant kraterio sienų - kurios rodo, kad uolienos sudaro sluoksnius, o kiekvienas sluoksnis aiškinamas kaip atskiras lavos srautas. Šis tyrimas leido susidaryti aiškesnį vaizdą apie nakhlito meteoritų ir, savo ruožtu, didžiausių saulės sistemos ugnikalnių istoriją. “
Ateityje pavyzdžių grąžinimas ir įgulos narių misijos į Marsą šį vaizdą dar labiau paaiškins. Atsižvelgiant į tai, kad Marsas, kaip ir Žemė, yra sausumos planeta, žinodami viską, ką galime apie jos geologinę istoriją, galiausiai pagerinsime supratimą apie tai, kaip susiformavo Saulės sistemos uolėtosios planetos. Trumpai tariant, kuo daugiau žinome apie Marso ugnikalnių istoriją, tuo daugiau galėsime sužinoti apie Saulės sistemos susidarymą ir evoliuciją.
