Una strana caratteristica sulla superficie di Marte ha fatto indovinare gli scienziati sulla sua origine. È un deposito superficiale di un minerale che è più comune negli interni dei pianeti. Un nuovo studio mostra che questo minerale interno è stato probabilmente portato in superficie da un antico vulcano esplosivo.
Nili Fossae si trova nella regione di Syrtis Major su Marte. È vicino all'Isidis Planitia, un'enorme pianura all'interno di un bacino di impatto su Marte. Nili Fossae è interessante per via dei depositi minerali nell'area e di ciò che questi depositi ci raccontano di Marte. In particolare, contiene un ampio deposito di olivina minerale, che si trova in genere all'interno dei pianeti.
La domanda a cui questo studio ha cercato di rispondere è come l'olivina è arrivata in superficie?
L'Olivina Dentro
L'olivina stessa non è rara o notevole. In realtà, è il componente principale del mantello terrestre. Non è raro neanche su Marte. La parola olivina in realtà copre un gruppo di minerali molto simili. Per uno, sono tutti verdastri, il che spiega l '"oliva" nell'olivina.
Si trovano nelle rocce ignee, che sono fondamentalmente lavate solidificate e raffreddate.
Con questo in mente, il titolo di questo articolo può sembrare piuttosto ovvio. Naturalmente questo deposito di olivina proveniva da un vulcano. In quale altro modo sarebbe potuto risalire in superficie dal mantello? Ma la scienza è tutta una questione di dettagli. Quando, esattamente, nella storia marziana questa olivina è stata depositata da un vulcano? In quale contesto è successo e faceva parte di eventi più grandi che hanno modellato Marte? Che tipo di evento vulcanico l'ha creato?
Quelle domande e le dimensioni del deposito di olivina in questione sono ciò che rende interessante questo studio.
Lo studio è della Brown University, a Providence, nel Rhode Island. Gli autori sono gli studenti universitari Christopher Kremer e Michael Bramble, e il professor John Mustard, del Dipartimento di Scienze della Terra, dell'ambiente e planetarie della Brown University. Il documento si chiama "Un diffuso deposito di ceneri ricco di olivina su Marte" ed è pubblicato sulla rivista Geology.
Nerd minerali
Esiste un certo tipo di persona che è estremamente interessata ai minerali. Lungi dall'essere un'insolita ossessione antisociale perseguita in un angolo distante di un campus universitario, lo studio dei minerali è un elemento fondamentale della scienza planetaria. Senza la nostra comprensione dei minerali, non abbiamo alcuna speranza di mettere insieme la storia della Terra. Vorremmo anche ignorare tutti gli altri pianeti del nostro Sistema Solare e anche gli asteroidi e i meteoriti.
Quando si tratta di Marte, l'importanza di comprendere i minerali non può essere enfatizzata eccessivamente. I tipi di minerali che vediamo, dove li vediamo e come sono arrivati lì, sono tutti indizi per capire Marte. E quando gli scienziati individuano un insolito deposito di minerali lì, vogliono sapere come è arrivato lì.
Martian Jigsaw Puzzle
Marte è un puzzle. Non ci avviciniamo affatto al completamento, ma pezzo per pezzo stiamo cominciando a capire la storia di quel pianeta. In particolare, vogliamo sapere se è mai stato abitabile e se potrebbe ancora essere sede di una vita microscopica. Non è possibile rispondere direttamente a queste domande: devono essere rivelate completando il puzzle marziano.
Questo insolito deposito di olivina è uno dei pezzi del puzzle.
Questo deposito di olivina è stato scoperto per la prima volta nel 2003 e presentato in un articolo su Science. Quel documento ha annunciato la scoperta di un'area di 30.000 chilometri quadrati con circa il 30% di olivina.
L'area è notevole per la sua formazione geologica. È un'area di quelli che vengono chiamati grabens. Grabens sono valli con scarpate taglienti su entrambi i lati, causate dallo spostamento verso il basso di blocchi di terra.
In quel documento iniziale, gli autori hanno affermato che "la faglia post-impatto di quest'area ha esposto strati di sottosuolo ricchi di olivina". Nel corso degli anni, altri ricercatori hanno escogitato altre possibili spiegazioni. Alcuni hanno suggerito un flusso di lava effusivo. Altri hanno suggerito che l'olivina è stata assorbita da un impatto enorme. Forse lo stesso impatto che ha creato l'enorme Bacino Isidis dove si trova il deposito.
Questo nuovo studio afferma che l'olivina è stata depositata dal vulcanismo esplosivo.
Esplosioni vulcaniche
Per la maggior parte di noi, un vulcano è un vulcano. Ma ci sono diversi tipi. Un tipo è chiamato vulcanismo esplosivo.
"Questa è una delle prove più tangibili ancora per l'idea che il vulcanismo esplosivo era più comune all'inizio di Marte", ha detto Christopher Kremer, uno studente laureato alla Brown University che ha guidato il lavoro.
Il vulcanismo esplosivo si verifica quando il magma contiene gas disciolti come il vapore acqueo. Quel gas disciolto crea molta pressione nel magma e quando la roccia aerea non riesce a resistere alla pressione, esplode. Quell'esplosione manda in aria un'enorme quantità di cenere ardente e lava.
Poiché il vulcanismo esplosivo richiede vapore acqueo, gli scienziati pensano che questo tipo di esplosione vulcanica sia avvenuta all'inizio della vita di Marte, quando c'era più acqua intorno. Nel tempo, Marte perse la sua acqua e l'attività vulcanica sarebbe stata meno esplosiva. Sarebbe stato sostituito dal cosiddetto vulcanismo effusivo, che è più delicato e fa fluire la lava attraverso la superficie, piuttosto che esplodere nell'aria.
Secondo Kremer, ci sono molte prove di questa effusiva fase vulcanica nella storia marziana, mentre le prove della precedente fase esplosiva non sono così facilmente scoperte, specialmente con gli strumenti orbitali.
"Capire quanto fosse importante il vulcanismo esplosivo nei primi mesi di Marte è in definitiva importante per comprendere il bilancio idrico nel magma marziano, l'abbondanza delle acque sotterranee e lo spessore dell'atmosfera", ha affermato Kremer.
Occhi orbitali su Marte
Per ora, tutti gli scienziati devono studiare questo deposito con strumenti orbitali. Kremer e i suoi colleghi hanno usato immagini ad alta risoluzione del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA per studiare in dettaglio la geologia dell'area. Come ha detto Kremer in un comunicato stampa, hanno preso una virata diversa quando hanno studiato l'area.
"Questo lavoro si è discostato metodologicamente da ciò che altre persone hanno fatto osservando la forma fisica dei terreni che sono composti da questo fondamento", ha detto Kremer. "Qual è la geometria, lo spessore e l'orientamento degli strati che lo compongono. Abbiamo scoperto che il vulcanismo esplosivo e la spiegazione della caduta di cenere spuntano tutte le caselle giuste, mentre tutte le idee alternative su ciò che questo deposito potrebbe essere in disaccordo sotto diversi aspetti importanti con ciò che osserviamo dall'orbita. ”
Una delle cose che differenziano questo deposito da altre aree di flusso di lava effusive è la distribuzione della lava stessa. Mentre un flusso effusivo spargerebbe sostanzialmente roccia liquida sulla superficie, dove si raggrupperebbe in aree pianeggianti, questo deposito è in lunghi strati continui su valli, crateri, colline e altre caratteristiche. Secondo Kremer, ciò è molto più coerente con la cenere che si deposita da un'eruzione esplosiva rispetto al flusso di lava.
Anche il deposito continuo esclude anche lo scenario di impatto. L'impatto di Isidis che ha creato il bacino Isidis non può aver creato uno strato di cenere così uniforme. Inoltre, la cenere si deposita su alcune delle caratteristiche create dall'impatto di Isidis.
La condizione dell'olivina stessa esclude anche lo scenario di impatto. L'olivina mostra segni di contatto prolungato e diffuso con l'acqua. L'olivina fu alterata da quel contatto, molto più delle altre olivine su Marte. Gli autori affermano che ha senso solo che questa olivina provenga dalla caduta della cenere, poiché la cenere è molto più porosa di altre rocce e avrebbe permesso all'acqua di entrare in contatto con l'olivina.
Una Rover può risolvere il puzzle?
È difficile essere assolutamente certi di qualcosa che puoi studiare solo dall'orbita. Fortunatamente, un rover è diretto in quel modo.
Nel 2020, il rover Mars 2020 della NASA verrà lanciato sulla sua strada verso Marte. Il suo sito di atterraggio? Il cratere di Jezero, che si trova all'interno del deposito di olivina. Ci sono aree esposte di olivina accessibili al rover e sembra certo che il rover 2020 lo studierà.
"Ciò che è eccitante è che vedremo molto presto se ho ragione o torto", ha detto Kremer. "Quindi è un po 'snervante, ma se non è una caduta, probabilmente sarà qualcosa di molto più strano. È altrettanto divertente se non di più. "
"Una delle 10 migliori scoperte di Marte 2020 sarà capire cosa sia questa unità portatrice di olivina", ha detto Mustard, consulente di Kremer. "È qualcosa di cui le persone scriveranno e parleranno a lungo".
Una volta che sappiamo come si inserisce questo pezzo di puzzle di olivina, sapremo qualcosa sull'era del vulcanismo esplosivo su Marte. Per estensione, sapremo qualcosa sull'antica acqua marziana. Per estensione, sapremo qualcosa sull'antica atmosfera marziana. Da lì, sapremo qualcosa sull'abitabilità marziana.
I puzzle non sono divertenti?
