На Марсе нашли древние следы подводного вулканизма и переплавки коры

На Земле постоянно двигающиеся тектонические плиты появились около трех миллиардов лет назад, но это не означает, что до этого момента поверхность нашей планеты оставалась неизменной. Она активно «перерабатывалась» в ходе вулканизма и ранних форм тектоники. Так как с тех пор тектонические процессы сильно изменились, у нас нет возможности изучить тот ранний этап эволюции коры Земли. Зато у нас есть Марс и другие каменистые планеты, на которых сохранилась древняя кора.

Чтобы лучше разобраться в этом раннем периоде эволюции коры каменистых планет, международная группа ученых под руководством геолога и планетолога Джозефа Михальски (Joseph Michalski) из Гонконгского университета (Китай) сфокусировалась на области с очень разнообразным рельефом в южном полушарии Марса: бассейне Эридания, где когда-то было древнее море, а также прилегающему к нему нагорью Киммерия и холмистой местности Сиренум.

По данным, собранным различными орбитальными аппаратами, в числе которых Mars Global Surveyor, «Марс Одиссей» и Mars Reconnaissance Orbiter, исследователи изучили морфологическое и минералогическое строение этих территорий. Около 3,5 миллиарда лет назад там бушевали вулканы: как на суше, так и на глубине 400-1200 метров в гигантском море, которое было в три раза больше современного Каспийского моря.

По оценке авторов исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, в регионе Эридания находились сотни вулканов. В этой работе ученые выделили 63 вулкана и разделили их на четыре категории: вулканические купола, стратовулканы, пирокластические щиты и комплексы кальдер.

Купола отличаются маленьким размером со средним диаметром около 14 километров и высотой приблизительно 0,8 километра. Стратовулканы похожи на них строением, но гораздо больше: 40-80 километров в диаметре и до двух-трех километров в высоту. Обычно у них есть вершина и боковые кратеры, часто соединенные разломами.

Пирокластические щиты ниже стратовулканов, зато гораздо больше в диаметре — до 100 километров при высоте примерно 1,1 километра. Отличительная особенность щитов и стратовулканов — плотные сети долин на склонах. Они свидетельствуют об активной эрозии составляющих их пород.

Наконец, комплексы кальдер. Их определяющая характеристика — сети впадин и низин, которые по строению не похожи на следы от ударов метеоритов. В нагорьях Киммерии и холмистой местности Сирениум авторы исследования нашли комплексы, включающие до 14 таких впадин.

В общем-то все они похожи на аналогичные вулканические структуры на Земле, но отличаются диаметром. Это объясняется меньшей силой притяжения (38% от земной). В таких условиях вулканизм более «взрывной», а пирокласты — обломочные горные породы, образующиеся в ходе такой активности — разлетаются на гораздо большие расстояния. Поэтому и высота получается не столь большая.

По словам авторов исследования, разнообразие в строении и составе вулканических структур (обилие фельзических минералов) на этих территориях указывает на возможную «переплавку коры» и вертикальную тектонику на том раннем этапе формирования коры. Получается, Марс вовсе не неподвижный «базальтовый мир», как считалось ранее.

Отдельный интерес представляют обнаруженные подводные и прибрежные вулканы. По химическому составу и физическим условиям моря Эридании на молодом Марсе были похожи на гидротермальные условия, в которых, как предположили ученые, зародилась жизнь на молодой Земле. Поэтому новая работа открывает интересные перспективы для исследования не только вулканической активности на всей Красной планете, но и конкретных условий в области Эридания.