Explosieve vulkaanuitbarstingen die stralen hete as schoten, rots en gas naar de hemel zijn de waarschijnlijke bron van een mysterieuze rotsformatie op Mars, een nieuwe studie vindt. De nieuwe bevinding zou kunnen bijdragen aan het begrip van wetenschappers van het interieur van Mars en zijn potentieel voor bewoonbaarheid in het verleden, volgens de auteurs van de studie.

De Medusae Fossae-formatie is een enorme, ongebruikelijke afzetting van zacht gesteente nabij de evenaar van Mars, met glooiende heuvels en abrupte plateaus. Wetenschappers observeerden de Medusae Fossae voor het eerst met NASA's Mariner-ruimtevaartuig in de jaren zestig, maar waren verbijsterd over hoe het zich vormde.

Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek suggereert dat de formatie meer dan 3 miljard jaar geleden werd afgezet tijdens explosieve vulkaanuitbarstingen op de Rode Planeet. De formatie is ongeveer een vijfde zo groot als de continentale Verenigde Staten en 100 keer massiever dan de grootste explosieve vulkanische afzetting op aarde, waardoor het de grootste bekende explosieve vulkanische afzetting in het zonnestelsel is, volgens de auteurs van de studie.

"Dit is een enorme aanbetaling, niet alleen op Mars, maar ook in termen van het zonnestelsel, omdat we geen andere afzetting kennen die zo is, " zei Lujendra Ojha, een planetaire wetenschapper aan de Johns Hopkins University in Baltimore en hoofdauteur van de nieuwe studie gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Planeten , een tijdschrift van de American Geophysical Union.

De vorming van de Medusae Fossae zou een cruciaal punt in de geschiedenis van Mars zijn geweest, volgens de auteurs van de studie. De uitbarstingen die de afzetting hebben veroorzaakt, kunnen enorme hoeveelheden klimaatveranderende gassen in de atmosfeer van Mars hebben uitgestoten en genoeg water hebben uitgestoten om Mars te bedekken in een wereldwijde oceaan van meer dan 9 centimeter (4 inch) dik, zei Ojha.

Broeikasgassen die werden uitgeademd tijdens de uitbarstingen die de Medusae Fossae voortbrachten, hadden het oppervlak van Mars voldoende kunnen opwarmen om water vloeibaar te houden aan het oppervlak, maar giftige vulkanische gassen zoals waterstofsulfide en zwaveldioxide zouden de chemie van het oppervlak en de atmosfeer van Mars hebben veranderd. Beide processen zouden het bewoonbaarheidspotentieel van Mars hebben beïnvloed, zei Ojha.

De bron van het gesteente bepalen

De Medusae Fossae-formatie bestaat uit heuvels en heuvels van sedimentair gesteente dat zich uitstrekt over de evenaar van Mars. Sedimentgesteente vormt zich wanneer steenstof en puin zich ophopen op het oppervlak van een planeet en in de loop van de tijd cementeren.

Wetenschappers weten al tientallen jaren over de Medusae Fossae, maar waren niet zeker of wind, water, ijs of vulkaanuitbarstingen hebben rotsafval op die locatie afgezet.

Eerdere radarmetingen van het oppervlak van Mars suggereerden dat de Medusae Fossae een ongebruikelijke samenstelling had, maar wetenschappers konden niet bepalen of het was gemaakt van zeer poreus gesteente of een mengsel van gesteente en ijs. In de nieuwe studie Ojha en een collega gebruikten zwaartekrachtgegevens van verschillende Mars-ruimtevaartuigen om voor het eerst de dichtheid van de Medusae Fossae te meten. Ze ontdekten dat het gesteente ongewoon poreus is:het is ongeveer tweederde zo dicht als de rest van de korst van Mars. Ze gebruikten ook radar- en zwaartekrachtgegevens in combinatie om aan te tonen dat de dichtheid van de Medusae Fossae niet kan worden verklaard door de aanwezigheid van ijs, die veel minder dicht is dan steen.

Omdat de rots zo poreus is, het moet zijn afgezet door explosieve vulkaanuitbarstingen, volgens de onderzoekers. Vulkanen barsten gedeeltelijk uit omdat gassen zoals koolstofdioxide en waterdamp opgelost in magma het gesmolten gesteente dwingen naar de oppervlakte te stijgen. Magma met veel gas explodeert hemelwaarts, stralen van as en steen de atmosfeer in schieten.

As van deze explosies keldert naar de grond en stroomt naar beneden. Nadat er voldoende tijd is verstreken, de as cementeert in rots, en Ojha vermoedt dat dit de Medusae Fossae heeft gevormd. Maar liefst de helft van het zachte gesteente dat oorspronkelijk tijdens de uitbarstingen is afgezet, is weggeërodeerd, met achterlating van de heuvels en valleien die we vandaag in de Medusae Fossae zien.

Het interieur van Mars begrijpen

De nieuwe bevindingen suggereren dat het interieur van Mars complexer is dan wetenschappers aanvankelijk dachten, volgens Ojha. Wetenschappers weten dat Mars wat water en koolstofdioxide in zijn korst heeft, waardoor explosieve vulkaanuitbarstingen op het oppervlak kunnen plaatsvinden. maar het binnenste van de planeet zou enorme hoeveelheden vluchtige gassen nodig hebben gehad - stoffen die bij lage temperaturen gas worden - om een ​​afzetting van deze omvang te creëren, hij zei.

"Als je de Medusae Fossae wereldwijd zou verspreiden, het zou een laag van 9,7 meter (32 voet) dik vormen.' Ojha zei. 'Gezien de enorme omvang van deze afzetting, het is echt ongelooflijk omdat het impliceert dat het magma niet alleen rijk was aan vluchtige stoffen en ook dat het gedurende lange tijd vluchtig rijk moest zijn."

De nieuwe studie toont de belofte van zwaartekrachtonderzoeken bij het interpreteren van het rotsrecord van Mars, volgens Kevin Lewis, een planetaire wetenschapper aan de Johns Hopkins University en co-auteur van de nieuwe studie. "Toekomstige zwaartekrachtonderzoeken kunnen helpen onderscheid te maken tussen ijs, sedimenten en stollingsgesteenten in de bovenste korst van de planeet, ' zei Lewis.