Nawet w późnym, najmłodszym okresie marsjańskiego wulkanizmu pod powierzchnią mogły działać systemy magmowe, które były długowiecznymi, zmieniającymi się układami. Najciekawsze jest to, że mówimy o obszarze, który na pierwszy rzut oka mógł wyglądać jak pamiątka po pojedynczym epizodzie. Z powierzchni widać ślady wypływów i strukturę wulkaniczną. Wydawałoby się, że było pęknięcie, wylała się lawa, koniec. A jednak gdy do gry wchodzą dane orbitalne i mineralogia, okazuje się, że powierzchnia może kłamać. To, co przypomina jeden rozdział, bywa w rzeczywistości książką z kilkoma aktami.
Za tym odkryciem stoi międzynarodowy zespół, w którym bardzo mocno wybrzmiewa polski wątek. Pierwszym autorem publikacji jest dr Bartosz Pieterek z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. W przypadku badań planetarnych to nie jest tylko formalność na liście nazwisk. To zwykle osoba, która spina analizę danych, prowadzi interpretację i składa rozproszone ślady w jedną, spójną historię.
Okolice Pavonis Mons i trop prowadzący w stronę młodego wulkanizmu
Badania dotyczą rejonu położonego na południe od Pavonis Mons, jednego z wielkich wulkanów Marsa należących do rejonu Tharsis. To ważne tło, bo okolice gigantów wulkanicznych są jak archiwum procesów magmowych, tylko zapisane w skałach i minerałach zamiast w papierach. Pavonis Mons jest częścią marsjańskiego krajobrazu, który powstał w wyniku potężnych procesów geologicznych, ale tu uwaga badaczy skupia się na młodszych, pozornie bardziej skromnych śladach.
Wykorzystano obserwacje orbitalne obejmujące zarówno morfologię terenu, jak i skład mineralny materiału na powierzchni. To duet, który robi różnicę. Morfologia mówi, jak to wygląda i jak mogło płynąć, gdzie są stożki, kanały, uskoki, formy przypominające wypływy. Mineralogia natomiast potrafi zdradzić, z czego to jest zrobione i co działo się z magmą po drodze, zanim stała się skałą. Gdy te dwa języki się złożą, zaczyna się czytanie historii, a nie tylko oglądanie zdjęć.
Jeden wulkan, wiele epizodów: od erupcji szczelinowych do punktowego budowania stożka
Najmocniejsza zmiana w opowieści brzmi prosto: to nie był pojedynczy wybuch. System wulkaniczny rozwijał się w wielu fazach. Najpierw pojawiło się osadzanie lawy zasilane przez szczeliny, a później nastąpiła aktywność punktowa, która wytworzyła stożek wulkaniczny. To nie są kosmetyczne różnice. Erupcje szczelinowe potrafią rozlewać lawę szerzej i budować inne typy pokryw, podczas gdy aktywność punktowa częściej koncentruje się wokół konkretnego kanału i potrafi budować bardziej klasyczne formy wulkaniczne.
Co ważne, te różne wypływy na powierzchni wyglądały inaczej, ale były zasilane przez ten sam system magmowy pod spodem. To brzmi jak detal, a w praktyce jest kluczem. Jeśli różne fazy korzystają z tego samego zaplecza, to znaczy, że to zaplecze działało dłużej, przechodziło zmiany i nie zgasło po pierwszym epizodzie. Mars w takiej wersji przestaje być planetą z prostymi, jednorazowymi zdarzeniami, a zaczyna przypominać świat, w którym pod skorupą przez długi czas dzieje się coś dynamicznego.
Minerały jako detektyw: skąd wiadomo, że magma się zmieniała w czasie?
Każda faza erupcji zostawiła po sobie wyraźną sygnaturę mineralną. To zdanie jest jednym z tych, które świetnie brzmią, ale warto je rozpakować, bo kryje się tu cała magia geologii planetarnej. Skały wulkaniczne nie są tylko zastygłą lawą. Ich skład i minerały mówią o temperaturze, składzie chemicznym, o tym, czy magma mieszała się z inną porcją magmy, czy długo stała w komorze, czy szybko uciekła na powierzchnię, a nawet czy po drodze wchodziła w reakcje z otoczeniem.
W badaniu podkreślono, że różnice mineralne sugerują, iż sama magma ewoluowała. Najbardziej prawdopodobna interpretacja jest taka, że zmieniała się głębokość, na której magma powstawała, oraz czas jej przechowywania pod powierzchnią przed erupcją. A to już jest opowieść o systemie, który miał pamięć i historię, a nie o jednorazowym pęknięciu. W praktyce oznacza to, że pod tym rejonem działał układ, który potrafił gromadzić magmę, zmieniać się i w różnym momencie wypuszczać ją na powierzchnię w inny sposób.
Co to zmienia w naszym myśleniu o Marsie i dlaczego to może być ważne też dla przyszłych misji?
Jeżeli nawet młode systemy wulkaniczne Marsa były bardziej złożone, to zmienia się kilka rzeczy naraz. Po pierwsze, historia cieplna planety może być bogatsza, niż wynikało z prostych modeli. Złożony, długowieczny system magmowy oznacza, że w skorupie i płaszczu musiało istnieć źródło ciepła i mechanizm transportu, który nie wygasa natychmiast. Po drugie, takie miejsca są znakomite do testowania hipotez o tym, jak planety skaliste stygną i jak długo potrafią podtrzymywać aktywność wewnętrzną.
Po trzecie, wulkanizm to nie tylko lawa. To również gazy, minerały wtórne, potencjalne nisze dla procesów chemicznych, które na Ziemi bywają powiązane z interesującą chemią środowiskową. Nie trzeba od razu iść w sensacyjne skojarzenia. Wystarczy zauważyć, że miejsca o dłuższej i bardziej złożonej historii geologicznej zwykle zostawiają bogatszy zapis procesów, a to jest złoto dla nauki. Takie obszary mogą stać się priorytetowe dla obserwacji orbitalnych i planowania tras łazików, bo tam po prostu jest więcej do „czytania” w skałach.