Mars-Supervulkane überdauerten Millionen von Jahren

Vulkanische Calderas mit geschichteten, felsigen Hügeln darin.

Arabien Terraist eine dicht mit Kratern übersäte, stark erodierte Region im nördlichen Mars. Wissenschaftler dachten einst, die Krater seien auf Einschläge von herumfliegenden Trümmern im frühen Sonnensystem zurückzuführen. Heute sehen sie die Krater als uralte vulkanische Calderas. Sie haben geschichtete Hügel aus Sedimentgestein gefunden, die darin sitzen. Das hochauflösende Bildgebungsexperiment (HiRISE) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA (MRO) dieses Bild erworben, das überNASA/ JPL-Caltech/ Universität von Arizona.

Auf dem Mars befindet sich der größte bekannte Vulkan des Sonnensystems,Olympus Mons. Aber heute erscheinen die Vulkane des Mars alle tot oder ruhend. Diese Ruhe täuscht über die schockierende Gewalt in der Vergangenheit des Mars hinweg. NASA-Wissenschaftlergenanntam 15. September 2021, das vor vier Milliarden Jahren der Kleine Rote Planet erlebteTausendevonSuper-Eruptionendas dauerte500 Millionen Jahre. Diese Supervulkaneruptionen begruben Teile des Mars in 1.000 Kubikkilometer Lava und Asche. Das entspricht 400 Millionen olympischen Schwimmbecken.

Die Forscher sagen, dass die Eruptionen imArabien TerraRegion auf der Nordhalbkugel. Sieveröffentlichtihrpeer-reviewedErkenntnisse inGeophysikalische Forschungsbriefeam 16. Juli 2021.

Mars-Supervulkane in Arabia Terra

Über einen Zeitraum von 500 Millionen Jahren gab es Tausende dieser Eruptionen in der Region Arabia Terra … und sie waren groß. Diese Eruptionen waren bekannt alsSuper-Eruptionen, der größte und heftigste bekannte Vulkanausbruch. Sie können so viel Staub und Gas freisetzen, dass sich das Klima eines Planeten für Jahrzehnte verändert. Die explosiven Eruptionen spuckten Wasserdampf, Kohlendioxid undSchwefeldioxidin die Marsatmosphäre.

Farbcodierte Karte mit roten Punkten, weißen Kreisen und Textanmerkungen.

Topografische Karte vonArabien Terra, zeigt die Standorte derKessel(rote Punkte links). Die weißen Kreise zeigen die Standorte der vulkanischen Ascheablagerungen. Der Landeplatz derAusdauerRover ist durch einen Stern in der unteren rechten Ecke gekennzeichnet. Bild über Wheeley et al./Geophysikalische Forschungsbriefe.

Patrick Wheeley, ein Geologe am Goddard Space Flight Center der NASA, der die neue Forschung leitete,genannt:

Jede dieser Eruptionen hätte erhebliche Auswirkungen auf das Klima gehabt, vielleicht hat das freigesetzte Gas die Atmosphäre dicker gemacht oder die Sonne blockiert und die Atmosphäre kälter gemacht. Modellierer des Marsklimas werden noch einiges zu tun haben, um die Auswirkungen der Vulkane zu verstehen.



Basierend auf dem Volumen jeder Caldera berechneten die Forscher, dass Tausende von Eruptionen erforderlich gewesen wären, um die Dicke der gefundenen Ascheablagerungen zu erzeugen.

Einschlagskrater waren eigentlich Calderas

Wissenschaftler hatten zuvor die sieben Vulkane in Arabia Terra übersehen, weil sie die Calderas – wo die Spitze eines Vulkans zu einem riesigen Loch zusammenbricht – für Einschlagskrater hielten. Andere Wissenschaftler schlugen bereits 2013 vor, dass es sich um vulkanische Calderas handeln könnte, aber zu dieser Zeit gab es nur wenige Folgemaßnahmen.

Diese Vertiefungen waren nicht schön abgerundet wie die meisten Einschlagskrater. Stattdessen zeigten sie Anzeichen eines Einsturzes mit tiefen Böden und Felsbänken in der Nähe der Außenwände. Whelley und seine Kollegen lasen davon und waren fasziniert. Sie schlugen einen anderen Ansatz vor; auf der Suche nach den Ascheablagerungen statt nur den Vulkanen selbst. Wheeley sagte:

Wir haben diese Zeitung gelesen und waren daran interessiert, weiterzuverfolgen, aber anstatt nach Vulkanen selbst zu suchen, suchten wir nach der Asche, denn diese Beweise können Sie nicht verbergen.

Wie das Wissenschaftlerteam in dem Papier skizziert:

Mehrere große und tiefe Krater in Westarabien Terra, Mars, gelten als explosive Calderas, eine Art Vulkan, der Supereruptionen erzeugen kann. Wenn es sich bei diesen Kratern um Calderas handelt, sollten in Arabia Terra große Schichten vulkanischer Asche vorkommen. Während zuvor in Arabien geschichtete Ablagerungen beobachtet wurden, wurden bisher keine Ablagerungen mit den vorgeschlagenen Calderas in Verbindung gebracht. Wir präsentieren Mineralsignaturen von vulkanischen Ascheablagerungen, die sich von den vorgeschlagenen Calderas entfernen (von 1 km bis 100 m Mächtigkeit). Unsere Beobachtungen stützen die Idee, dass explosive Calderas im Westen von Arabia Terra existieren und Tausende von Supereruptionen hervorgebracht haben, die sich über 500 Millionen Jahre alter Marsgeschichte verteilen.

Mineralien liefern Hinweise auf Vulkanausbrüche

Wie stellten die Forscher fest, dass es sich bei den vermeintlichen Kratern tatsächlich um Calderas handelte? Sie untersuchten Bilder des Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (KRISM) Instrument auf dem Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Sie fanden vulkanische Mineralien, die Wasser in Ton verwandelt hatte, darunterMontmorillonit,Imogolitundallophan. Diese Mineralien befanden sich in Schluchten und Kratern weit entfernt von den Calderas, was mit den vom Wind transportierten Ascheablagerungen übereinstimmt.

Lächelnder Mann am See mit Wanderausrüstung und Stativ.

Patrick Whelley vom Goddard Space Flight Center der NASA leitete die neue Forschung zu den Vulkanen des Mars. Bild über Jacob Richardson/NASA/ Goddard-Raumflugzentrum.

Ein weiterer Hinweis ergab sich aus dreidimensionalen topografischen Karten, die aus anderen MRO-Bildern erstellt wurden. Als sie die Mineraldaten über die topografischen Karten legten, stellten die Forscher fest, dass die Asche noch gut erhalten war und nicht wie erwartet von Wind und Wasser durcheinander gebracht wurde. Die Ascheschichten waren immer noch so makellos wie bei ihrer ersten Bildung. MitverfasserJacob Richardson, ein Geologe bei NASA Goddard, sagte:

Da wurde mir klar, dass dies kein Zufall ist, sondern ein echtes Signal. Wir sehen tatsächlich, was vorhergesagt wurde, und das war der aufregendste Moment für mich.

Andere Wissenschaftler vermuteten zuvor, dass die Mineralien in Arabia Terra vulkanischen Ursprungs seien. Diese neue Studie unterstützt nun diese Hypothese. Die Forscher schlugen auch vor, dass Winde die Asche in Windrichtung östlich der Vulkane getragen hätten, was die Studie ebenfalls unterstützt. Laut Co-AutorAlexandra Matiella Novak:

Also nahmen wir es an diesem Punkt auf und sagten: „Okay, das sind Mineralien, die mit alterierter Vulkanasche in Verbindung gebracht werden, was bereits dokumentiert wurde folgen wir dem Muster, das wir von Supereruptionen erwarten würden.“

Warum nur ein Vulkantyp in Arabia Terra?

Ein noch immer rätselhaftes Rätsel ist, warum es in Arabia Terra anscheinend nur eine Art von Vulkan gegeben hat, den Supervulkan. Auf der Erde gibt es verschiedene Arten von Vulkanen in den gleichen Regionen an vielen verschiedenen Orten. Die Forscher sagen, dass es in der Vergangenheit möglicherweise ähnliche Regionen auf der Erde gegeben hat, aber diese Vulkane erodierten oder bewegten sich aufgrund vonPlattentektonik. Dem Mars fehlt die Plattentektonik, daher neigen Vulkane dazu, an denselben Orten „verankert“ zu bleiben. Deshalb ist Olympus Mons auch so riesig; es wuchs einfach kontinuierlich an einem Ort.

Großer Vulkan auf rötlichem Planeten mit planetarischem Glied im Hintergrund.

Orbitalansicht des Olympus Mons, dem höchsten Vulkan auf dem Mars (und des gesamten Sonnensystems) vom Mars Express, der sich etwa 22 km über den roten Marsebenen erstreckt. Olympus Mons ist 2 1/2 mal höher als der Mount Everest. Bild über ESA/Justin Cowart.

Wie Richardson bemerkte:

Die Leute werden unsere Zeitung lesen und fragen: „Wie? Wie konnte der Mars das tun? Wie kann ein so winziger Planet genug Gestein schmelzen, um Tausende von Supereruptionen an einem Ort anzutreiben?“ Ich hoffe, dass diese Fragen viele andere Forschungen anregen.

Ist der Mars heute aktiv?

Obwohl diese und andere Vulkane auf der Marsoberfläche nicht mehr aktiv sind, gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass es noch Reste geben könntevulkanische Aktivitätunter Tage. Es kann heute sogar Ausbrüche geben, die jedoch um einige Millionen Jahre zeitlich voneinander getrennt sind.

Wenn ja, kann dies möglicherweise zur Verfügung stellenbewohnbare Bedingungenfür Mikroben unter der kalten Oberfläche.

Der aktuelle Vulkanismus könnte, wenn er sich bestätigt, möglicherweise auch zur Erklärung beitragenGeheimnis des Methansin der Marsatmosphäre.

Mars-Supervulkane: Vulkan bricht in gelben Himmel aus.

Laut einer neuen Studie brachen Mars-Supervulkane vor 4 Milliarden Jahren tausendmal aus, wobei die explosive Aktivität etwa 500 Millionen Jahre andauerte. Bild über Corey Ford/ iStock/Interessante Technik.

Fazit: NASA-Wissenschaftler sagen, dass es auf dem Mars einst Tausende von Vulkanausbrüchen gegeben hat. Diese explosiven Explosionen in der nördlichen Region Arabia Terra waren Supereruptionen, die größte und stärkste Art, die wir kennen. Die intensive Aktivität begann vor etwa vier Milliarden Jahren und dauerte etwa 500 Millionen Jahre.

Quelle: Stratigraphische Beweise für den frühen explosiven Vulkanismus des Mars in Arabia Terra

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