Marte a experimentat un precursor al plăcilor tectonice

Un indiciu din trecut –

Vulcanii pervazivi și tipurile de roci distincte pot sugera procese geologice cheie.

La începutul istoriei Pământului, căldura rămasă de la coliziunea care a format Luna a lăsat suprafața acesteia un ocean de magmă. Pe măsură ce s-a răcit, e crusta era frecvent spartă prin impacturi masive care l-au micșorat pe cel care a făcut-o la dinozauri. Undeva între asta și debutul tectonicii plăcilor, se crede că un proces distinct a cauzat scufundarea unor părți ale crustei, în timp ce vulcanismul a adus la suprafață material care va forma mai târziu crusta continentală.

Deși putem modela această perioadă, nu putem căuta cu adevărat dovezi care să susțină modelele noastre, deoarece oricare din această crustă timpurie a fost erodata sau transformată de tectonica plăcilor care a urmat în cele din urmă. Cu toate acestea, o echipă de cercetători sugerează că ar putea exista o modalitate de a vedea cum arăta acest proces și nu implică o mașină a timpului. În schimb, implică studierea suprafeței lui Marte.

O mulțime de vulcani

Pe Marte, tectonica plăcilor nu a început niciodată. Așadar, în timp ce unele zone ale planetei au fost transformate într-un mod care ne împiedică să studiem primele perioade ale istoriei lui Marte – privindu-ne la tine, Olympus Mons— Consensul științific este că aproape jumătate din suprafața planetei are o vechime de peste 3,6 miliarde de ani. Acest lucru oferă posibilitatea de a studia procesele care au avut loc în prima jumătate de miliard de ani după formarea lui Marte.

Pentru a face acest lucru, o mică echipă de cercetători s-a concentrat pe o zonă numită Bazinele Eridania, depresiuni adânci din emisfera sudică a lui Marte, care ar fi putut odată să fi fost adăpostul unui lac de trei ori mai mare decât Marea Caspică. Crusta din zonă deține cel mai puternic semnal al câmpului magnetic timpuriu al lui Marte, sugerând că s-ar fi putut forma la începutul istoriei planetei, când câmpul era mai puternic.

Cercetătorii au început prin a cataloga toate caracteristicile vulcanice din zonă; și erau o mulțime de ei — zeci, dacă nu chiar sute. Cele mai multe dintre acestea au analogi pe Pământ: scuturi vulcanice și caldere, fluxuri de reziduuri și stratovulcani fac toate aparițiile. Unele dintre caracteristicile vulcanice au proprietăți care sugerează că s-au format în timp ce zona era sub apă, ceea ce indică faptul că erupțiile au avut loc în timp ce bazinul a fost umplut de lacul Eridania.

Pe cont propriu, găsirea tuturor acestor caracteristici ar fi izbitoare. Dar măsurătorile compoziției materialului vulcanic indică faptul că acesta este bogat în ceea ce se numește materiale felsice, adică roci precum granitul. Acest lucru este în contrast cu lavele bazaltice găsite în altă parte pe Marte. „Vulcanismul divers este asociat cu compoziții vulcanice felsice, care sunt diferite de orice altă suită de depozite recunoscute sau regiune vulcanică de pe Marte”, scriu cercetătorii.

Înainte de farfurii

Materialul felsic este mai puțin dens decât rocile bazaltice și este o componentă majoră a plăcilor continentale găsite în prezent pe Pământ. Datorită densității sale scăzute, se crede că a fost eruptă de preferință înapoi la suprafață la începutul istoriei Pământului, conducând procesul care ar construi în cele din urmă continentele. Este posibil ca acest proces să fi implicat mai multe runde de îmbogățire, materialul amestecat fiind atras în interiorul planetei și materialul progresiv mai puțin dens a erupt înapoi, construind precursorii continentelor Pământului.

Cu toate acestea, tectonica plăcilor de pe Pământ nu a început încă, așa că materialul a trebuit să fie transportat în interior de la suprafață printr-un alt mecanism. Dovezile acestui mecanism au fost, de asemenea, în mare măsură șterse de activitatea geologică ulterioară.

Dar nu a fost cazul pe Marte. Cercetătorii evidențiază cele mai adânci porțiuni ale bazinului, unde crusta s-a diminuat și s-a subțiet dramatic. Ei sugerează că acesta este un caz în care baza crustei s-a îndepărtat de la suprafață și s-a scufundat în interiorul planetei. Există chiar și un loc în care o singură creastă pare să fi fost împinsă în sus, când trei bazine din jur s-au scufundat.

Deși acest teren este considerat unul dintre cele mai vechi de pe Marte, cercetătorii sugerează că, având în vedere că aproape jumătate din planetă găzduiește caracteristici de suprafață foarte vechi, merită să analizăm și alte regiuni în detaliu. Sperăm că acest lucru va surprinde și alte exemple ale proceselor văzute aici, permițându-ne o imagine mai clară a dezvoltării timpurii a scoarței pe planetele stâncoase.

Nature Astronomy, 2024. DOI: 10.1038/s41550-023-02191-7 (Despre DOI).