Исследователь и геофизики геологии ЛГУ Дэвид Суско руководил изучением с сотрудниками из ЛГУ, и его советником Сунити Карунатиллаке, из Университета Рахуна в Шри-Ланке, Университета SETI, Технологического университета Джорджии, НАСА Эймса и Университета изучений в астрофизике и планетологии. во Франции.Они осознали, что неординарный состав лавовых потоков около Элизиума согласуется с первичными магматическими процессами, такими как неоднородная мантия под поверхностью Марса или вес вышележащей вулканической горы, заставляющей различные слои мантии плавиться при разных температурах по мере их повышения до поверхность с течением времени.Элизиум — громадный вулканический комплекс на Марсе, второй по размеру по окончании Олимпийского Монса. По масштабу он вдвое превышает высоту земной горы Эверест, или примерно 16 километров.
Но с геологической точки зрения Элизиум больше похож на горы Тибести в Чаде, в частности на Эми-Куси, чем на Эверест. Это сравнение основано на изображениях региона, забранных при помощи камеры Mars Orbiter Camera, или MOC, с борта миссии Mars Global Surveyor, или MGS.Элизиум также неповторим среди марсианских вулканов. Он изолирован в северных низинах планеты, тогда как большинство вторых вулканических комплексов на Марсе группируются в древних южных плоскогорьях.
В Элизиуме также имеется участки потоков лавы, каковые являются страно молодыми для планеты, которую частенько вычисляют геологически безмолвной.«Возраст большинства вулканических образований, каковые мы подмечаем на Марсе, образовывает 3-4 миллиарда лет», — сказал Суско. «На Элизиуме имеется пара участков лавовых потоков, возраст которых, по отечественным расчетам, образовывает 3–4 миллиона лет, вторыми словами на три порядка моложе. В геологических масштабах времени 3 миллиона лет назад — это как вчерашний дни».
В конечном итоге, вулканы Элизиума гипотетически все еще смогут извергаться, сказал Суско, без оглядки на то, что для подтверждения этого необходимы грядущие изучения. «По крайней мере, мы пока не можем исключить наличие активных вулканов на Марсе», — сказал Суско. «Что интересно».Работа Суско, к примеру, показывает, что состав вулканов на Марсе может изменяться в течение их извержения.
В более раннем изучении под управлением Карунатиллаке, доцента кафедры геологии и геофизики ЛГУ, исследователи из Planetary Science Lab, или PSL, осознали, что определённые регионы и окружающие мелководья Элизиума Марса являются химически аномальными, необыкновенными помимо этого по сравнению с другими вулканическими образованиями. регионы на Марсе. Они обеднены радиоактивными элементами тория и калия.
Элизиум — одна из двух магматических провинций на Марсе, где исследователи до сих пор нашли такие низкие уровни этих элементов.«Вследствие того что торий и калий радиоактивны, они являются одними из самых надежных химических показателей, каковые мы имеем на Марсе», — сказал Суско. «Они действуют как маяки, излучающие индивидуальные гамма-фотоны. Эти элементы также частенько соединяются в вулканических условиях на Земле».В собственной новой статье Суско и его сотрудники начали собирать воедино геологическую историю Элизиума, широкого вулканического региона на Марсе, характеризующегося необыкновенным химическим составом.
Они стремились определить, почему кое-какие потоки лавы Элизиума так химически неординарны или почему в них так мало тория и калия. Не потому ли, что, как подозревали другие исследователи, ледники, расположенные в этом регионе, давным-давно поменяли состав поверхности за счет водных процессов?
Или это потому, что эти потоки лавы показались из разных частей мантии Марса, чем другие вулканические извержения на Марсе?Возможно, мантия со временем изменилась, а это показывает, что потоки недавних извержений вулканов химически отличаются от более ветхих.
Если это так, Суско имел возможность бы использовать химические изюминки Элизиума, чтобы изучить, как объемная мантия Марса развивалась в течение геологического времени, с важными выводами для будущих миссий на Марс. Познание эволюционной истории мантии Марса может оказать помощь исследователям лучше понять, какие конкретно конкретно виды нужных руд и других материалов вероятно найти в коре, и будут ли вулканические опасности нежданно создать угрозу для полетов людей на Марс в недалеком будущем.
У мантии Марса, быть может, совсем вторая история, чем у мантии Земли, по обстоятельству того, что, как мы знаем исследователям, тектоника плит на Земле отсутствует на Марсе. История громадных недр красной планеты также остается тайной.
Суско и его коллеги из LSU проанализировали геохимические данные и данные морфологии поверхности Элизиума, используя инструменты на борту орбитального аппарата NASA Mars Odyssey (2001) и Mars Reconnaissance Orbiter (2006). Они должны были учесть пыль, покрывающую поверхность Марса по окончании сильных пыльных бурь, чтобы убедиться, что состав маленькой подповерхности в самом деле отражает вулканический материал Элизиума, а не лежащую сверху пыль.При помощи подсчета кратеров исследователи нашли отличие в возрасте между северо-юго западом и-востоком Элизиума — отличие примерно в 850 миллионов лет. Они также осознали, что более юные юго-восточные регионы химически отличаются от более ветхих регионов, и что эти различия в конечном итоге связаны с магматическими процессами, а не вторичными процессами, такими как сотрудничество воды или льда с поверхностью Элизиума в прошлом.
«Мы определили, что, без оглядки на то, что в прошлом в данной области могла быть вода, химические изюминки верхнего метра по всей данной вулканической провинции показывают на магматические процессы», — сказал Суско. «Мы думаем, что уровни тория и калия тут со временем истощились из-за извержений вулканов в течение миллиардов лет. Радиоактивные элементы первенствовали , каковые ушли в ранние извержения. Мы подмечаем изменении в химическом составе мантии с течением времени».
«Долгоживущие вулканические совокупности с изменяющимся составом магмы — простое явление на Земле, но новая история на Марсе», — сказал Джеймс Рэй, соавтор исследования и доцент Школы наук о Земле и атмосфере Технологического университета Джорджии.Рэй руководил изучением 2013 года, которое показало доказательства эволюции магмы в другом марсианском вулкане, Сиртис Большой, в виде неординарных минералов. Но такие минералы смогут происходить на поверхности Марса и видны только на редких беспылевых вулканах.«В Elysium мы в самом деле подмечаем, как химия в основной массе изменяется с течением времени, используя технику, которая вероятно может раскрыть магматическую историю многих вторых регионов Марса», — сказал он.
Суско предполагает, что сам вес лавовых потоков Элизиума, каковые составляют вулканическую провинцию в шесть раз выше и фактически в четыре раза шире, чем его морфологическая сестра на Земле, Эми Куси, привёл к таянию различных глубин мантии Марса при разных температурах. В разных регионах Элизиума потоки лавы имели возможность исходить из разных частей мантии. Увидев химические различия в разных регионах Элизиума, Суско и его сотрудники заключили , что мантия Марса вероятно неоднородной, иметь разный состав в разных областях или что она вероятно расслоена под Элизиумом.
В целом, результаты Суско показывают на то, что Марс имеется намного более сложным с геологической точки зрения телом, чем первоначально предполагалось, возможно, из-за различных нагрузок на мантию, вызванных весом огромных вулканов.«Это больше похоже на Землю, чем на Луну», — сказал Суско. «Луна иссушена. На ней частенько не достаточно вторичных минералов, каковые появляются на Земле из-за выветривания и взаимодействия вулканической воды.
В течение десятилетий мы также мнили Марс как мёртвую гора, полную кратеров с множеством продолжительных неактивные вулканы. У нас был очень несложный вид на красную планету.
Но чем больше мы замечаем на Марс, тем меньше он делается похож на Луну. Мы обнаруживаем больше разнообразия в типах горных пород и химическом составе, что видно на траверсе марсохода Curiosity. в кратере Гейла, и больший потенциал для жизнеспособного использования и способности ресурсов поддерживать человеческое население на Марсе. Намного легче выжить на сложном планетарном теле, несущем минеральные продукты сложной геологии, чем на более несложном теле, таком как Луна или астероиды ».Суско планирует продолжить выяснение геологических процессов, каковые приводят к необычной химии, отысканную около Элизиума.
В будущем он будет изучать эти химические странности при помощи компьютерного моделирования, чтобы узнать, может ли воссоздание давления в мантии Марса, позванного весом огромных вулканов, повлиять на плавление мантии, чтобы получить типа химии, подмечаемый в Элизиуме.