Mūsdienās ir labi saprotams, ka Marss ir auksta, sausa un ģeoloģiski mirusi planēta. Tomēr pirms miljardiem gadu, kad tā vēl bija jauna, planēta lepojās ar blīvāku atmosfēru un uz tās virsmas bija šķidrs ūdens. Miljoniem gadu atpakaļ tas piedzīvoja ievērojamu daudzumu vulkānu aktivitāšu, kā rezultātā tai izveidojās milzīgas iezīmes - piemēram, Olympus Mons, kas ir lielākais Saules sistēmas vulkāns.
Vēl nesen zinātnieki ir sapratuši, ka Marsa vulkāna aktivitāti ir virzījuši citi avoti, nevis tektoniskā kustība, kurai planēta nav bijusi piemērota miljardiem gadu. Tomēr pēc Marsa klinšu paraugu izpētes pētnieku grupa no Lielbritānijas un ASV secināja, ka pirms daudziem laikiem Marss bija vulkāniski aktīvāks, nekā tika domāts iepriekš.
Viņu pētījums ar nosaukumu “Marsa impulsa uzņemšana, izmantojot Plūmju barota vulkāna iepazīšanos” nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Dabas sakari. Skotijas universitāšu vides pētījumu centra (SUERC) un Ģeogrāfisko un zemes zinātņu skolas Glāzgovas universitātē pētnieka Benjamiņa Koena vadībā komanda veica Marsa vulkāniskās pagātnes analīzi, izmantojot Marsa meteorītu paraugus.
Uz Zemes lielākā daļa vulkānisma rodas plākšņu tektonikas rezultātā, ko veicina konvekcija Zemes mantijā. Bet uz Marsa lielāko daļu vulkānisko aktivitāšu rada mantijas plūmes, kas ir ļoti lokalizētas magmas apdzīvojumi, kas paceļas no dziļas mantijas. Tas ir saistīts ar faktu, ka Marsa virsma pēdējos pāris miljardus gadu ir palikusi nemainīga un vēsa.
Tādēļ Marsa vulkāni (lai arī morofoloģijā ir līdzīgi Zemes vulkānu ekranēšanai) izaug daudz lielāki nekā uz Zemes. Piemēram, Olympus Mons ir ne tikai lielākais vairoga vulkāns uz Marsa, bet arī lielākais Saules sistēmā. Tā kā augstākais kalns uz Zemes - Mt. Everests - ir 8 848 m (29,029 pēdas) augstumā, Olympus Mons stāv aptuveni 22 km (13,6 jūdzes jeb 72 000 pēdas) garš.
Pētījuma nolūkos doktors Koens un viņa kolēģi izmantoja radioskopiskas iepazīšanās metodes, kuras parasti izmanto, lai noteiktu vulkānu vecumu un izvirdumu līmeni uz Zemes. Tomēr šādas metodes iepriekš nav izmantotas vairoga vulkāniem uz Marsa. Rezultātā komandas veiktais Marsa meteorīta paraugu pētījums bija pirmā detalizētā Marsa vulkānu augšanas līmeņa analīze.
Sešus paraugus, kurus viņi pārbaudīja, sauc par nakhlītiem - Marsa meteorīta klasi, kas pirms aptuveni 1,3 miljardiem gadu izveidojās no bazalta magma. Viņi ieradās uz Zemes aptuveni pirms 11 miljoniem gadu pēc tam, kad viņus no Marsa puses uzspridzināja trieciena notikums. Veicot Marsa meteorītu analīzi, komanda spēja atklāt apmēram 90 miljonus gadu vērtu jaunu informāciju par Marsa vulkānisko pagātni.
Kā Dr Koens paskaidroja Glāzgovas universitātes paziņojumā presei:
"No iepriekšējiem pētījumiem mēs zinām, ka nakhlītu meteorīti ir vulkāniski ieži, un pēdējos gados attīstītā vecuma noteikšanas tehnika padarīja nakhlītus par ideāliem kandidātiem, lai palīdzētu mums uzzināt vairāk par Marsa vulkāniem."
Pirmais solis bija parādīt, ka iežu paraugi patiešām ir Marsa izcelsmes, ko komanda apstiprināja, izmērot to pakļaušanu kosmogēnam starojumam. Pēc tam viņi noteica, ka ieži tika izraidīti no Marsa virsmas pirms 11 miljoniem gadu, visticamāk, trieciena gadījumā uz Marsa virsmu. Pēc tam viņi piemēroja augstas precizitātes radioskopisko paņēmienu, kas pazīstams kā 40Ar /39Ar iepazīšanās.
Tas sastāvēja no cēlgāzes masas spektromēra izmantošanas, lai izmērītu paraugos uzkrātā argona daudzumu, kas ir dabiskā kālija radioaktīvās sabrukšanas rezultāts. No tā viņi varēja iegūt 90 miljonu gadu vērtīgu jaunu informāciju par Marsa virsmu. Viņu analīzes rezultāti liecināja, ka Zemes un Marsa vulkānu vēsturē pastāv būtiskas atšķirības. Kā paskaidroja doktors Koens:
“Mēs noskaidrojām, ka nakhīti veidojas no vismaz četriem izvirdumiem 90 miljonu gadu laikā. Tas ir ļoti ilgs laiks vulkānam un daudz ilgāks par sauszemes vulkānu ilgumu, kuri parasti ir aktīvi tikai dažus miljonus gadu. Un tas tikai skrāpē vulkāna virsmu, jo trieciena krāteris būtu izmetis tikai ļoti nelielu iežu daudzumu - tāpēc vulkānam ir jābūt aktīvam daudz ilgāk. ”
Turklāt komanda spēja arī sašaurināt, no kuriem vulkāniem nāk viņu iežu paraugi. Iepriekšējie NASA veiktie pētījumi atklāja vairākus potenciālā nakhlīta avota krātera kandidātus. Tomēr tikai vienā no vietām rezultāti bija atbilstoši vulkāna izvirdumu vecumam un ietekmei, kas paraugus būtu izmetusi kosmosā.
Šis konkrētais krāteris (kurš šobrīd netiek nosaukts) atrodas vulkānu līdzenumos, kas pazīstami kā Elysium Planitia, aptuveni 900 km (560 jūdzes) attālumā no Elysium Mons vulkāna virsotnes, kas ir 12,6 km (7,8 jūdzes) garš. Tas atrodas arī apmēram 2000 km (1243 jūdzes) uz ziemeļiem no vietas, kur pašlaik atrodas NASA Curiosity roveris. Kā paskaidroja Koens, NASA ir lieliski lieliski detalizēti satelītattēli no šī konkrētā krātera.
"Tā platums ir 6,5 km, un tajā ir saglabājušies gružu stari," viņš teica. “Un mēs spējām uz krātera sienām redzēt vairākas horizontālas joslas - kas norāda, ka klintis veido slāņus, un katrs slānis tiek interpretēts kā atsevišķa lavas plūsma. Šis pētījums ir spējis sniegt skaidrāku priekšstatu par nakhlītu meteorītu vēsturi, un tie savukārt ir lielākie Saules sistēmas vulkāni. ”
Nākotnē atgriešanās izlasē un apkalpes locekļu komandējumi uz Marsu noteikti attīrīs šo ainu vēl vairāk. Ņemot vērā, ka Marss, tāpat kā Zeme, ir sauszemes planēta, zinot visu iespējamo par tā ģeoloģisko vēsturi, galu galā uzlabosim mūsu izpratni par to, kā veidojās Saules sistēmas akmeņainās planētas. Īsāk sakot, jo vairāk mēs zinām par Marsa vulkānu vēsturi, jo vairāk mēs varēsim uzzināt par Saules sistēmas veidošanos un attīstību.
