برای چندین دهه، دیدگاه ما از مریخ یک دنیای بیابانی مرده بود.
میدان مغناطیسی آن فقط در تکه های نادری وجود دارد. دریاچه ها و رودخانه های آن مدت هاست که خشک شده اند. فعالیت های آتشفشانی سطحی مدت ها پیش متوقف شد. و پوسته آن تنها یک پوسته کامل دست نخورده است – بر خلاف سیستم جابجایی صفحات تکتونیکی زمین.
دانشمندان این پوسته را به عنوان یک “درپوش راکد” تعبیر می کنند و بر این باورند که هر فعالیت ماگمایی عمیق نسبتاً ساده و محلی است – بسیار متفاوت از شبکه گسترده و طولانی مدت کانال های سنگ مذاب زمین.
اما اکنون صداهای لرزه ای ثبت شده در اعماق شکم مریخ چیز دیگری را نشان می دهد.
Tobermory Mackay-Champion زلزله شناس از دانشگاه بریستول که در طول این مطالعه در دانشگاه آکسفورد بود، به ScienceAlert گفت: «به طور سنتی تصور می شد که یک پوسته پیچیده غنی از سیلیس نیاز به تکتونیک صفحه و تمایز ماگمایی مبتنی بر فرورانش دارد.
در عوض، مطالعه ما نشان می‌دهد که مریخ ممکن است یک پوسته پیچیده از طریق سیستم‌های ماگمایی ترانس پوسته‌ای با عمر طولانی ساخته باشد، جایی که ماگمای مشتق شده از گوشته ذخیره، تمایز، مخلوط و جذب در پوسته می‌شود.
این بدان معناست که بازیافت صفحات تنها راه برای ایجاد یک پوسته تکامل یافته در سیارات سنگی داغ نیست.
تفاوت های بین زمین و مریخ مدت هاست که برای زیر سوال بردن تمایز بین جهانی قابل سکونت و جهانی که قابل سکونت نیست استفاده می شود.
پوسته های سیاره ای هر جهان نقش بسیار زیادی در این تحلیل ها ایفا کردند.
زمین دارای صفحات تکتونیکی متحرک است که به نوبه خود آتشفشان و قاره های پیچیده ای را ایجاد می کند. مریخ هیچ صفحه تکتونیکی ندارد. بنابراین آتشفشان آن باید نسبتاً ساده باشد.
اما سپس فرودگر InSight ناسا به مریخ فرستاده شد تا روی سطح بنشیند و فضای داخلی را برای نشانه‌هایی از فعالیت مشاهده کند. دانشمندان مطمئن نبودند که چه سطحی از فعالیت ممکن است ثبت شود، اما ایستگاه مانیتورینگ لرزه ای سیاره ای را به طرز شگفت انگیزی زنده نشان داد.
تنها در بیش از چهار سال، 1319 لرزه ثبت شد.
سکونت‌پذیری ممکن است در طیف وسیع‌تری از محیط‌های سیاره‌ای قابل دستیابی باشد که تا به حال تصور می‌کردیم.»
در اینجا چیزی در مورد زلزله وجود دارد. امواج لرزه ای بسته به ترکیب چیزی که از آن عبور می کنند تغییر شکل می دهند. این بدان معناست که می توان از آنها برای انجام کاری شبیه به یک سونوگرافی به اندازه یک سیاره استفاده کرد تا بفهمد داخل آن چیست.
و Mackay-Champion و همکارانش وقتی چیزی در مورد این تصویر درست نبود، آزرده شدند.
او توضیح داد: «ما متوجه شدیم که سرعت امواج لرزه ای در پوسته پایینی مریخ بسیار بالاتر از حد انتظار برای یک ساختار پوسته ای ساده است.
“این اختلاف نشان می دهد که پوسته پایینی از نظر ترکیبی غیرعادی است و ارزش بررسی جزئیات بیشتری را دارد.”
مطالعات قبلی این مرز را شناسایی کرده اند، اما منشا آن نامشخص است. Mackay-Champion و تیم این سوال را پرسیدند: اگر نقطه برخورد دو لایه سنگ مختلف را مشخص کند، چه؟
تصور این سناریو آسان است. در یک مخزن زیرزمینی وسیع ماگما، کانی‌های سنگین‌تر به پایین فرو می‌روند در حالی که کانی‌های سبک‌تر به سمت بالا بالا می‌روند.
در نهایت، کریستال های متراکم تر در پایین تجمع می یابند، در حالی که مذاب باقی مانده از سیلیس غنی تر می شود.
محققان با استفاده از مدل‌سازی ترمودینامیکی و ابزارهای آماری، چگونگی انتشار لرزه‌ای را در صدها ترکیب مختلف از لایه‌های سنگ آزمایش کردند.
تنها سناریویی که به طور مداوم با داده ها مطابقت داشت، یک لایه پایین تر و غیرمنتظره از سنگ اولترامافیک – غنی از آهن و منیزیم اما سیلیس کم – و یک لایه بالایی از سنگ مافیک سیلیس بالاتر بود.
و این به یک سیستم لوله کشی ماگمایی زیرزمینی به طرز شگفت انگیزی اشاره دارد.
تقریباً 14 کیلومتر را توضیح می دهد [8.7-mile] منطقه اولترامافیک ضخیم در پایه پوسته به یک سیستم ماگمایی بسیار بزرگتر از آنچه در ابتدا انتظار داشتیم نیاز دارد.
یکی از بزرگترین محدودیت های InSight این است که موبایل نبود. پس از گرفتن موقعیت در Elysium Planitia در مریخ، او در آنجا ماند. در واقع، او هنوز آنجاست، از زمان بازنشستگی در سال 2022، خفته و منزوی است.
این بدان معنی است که محققان فقط می توانند مستقیماً پوسته زیر محل فرود را محدود کنند. اما آنها فکر می کنند بعید است که فرآیندهای زمین شناسی منحصر به این مکان باشد.
مرز لرزه ای مشابهی قبلاً در هزاران کیلومتر دورتر توسط فرودگر InSight شناسایی شده بود. علاوه بر این، شواهد معدنی از سراسر سیاره پشتیبانی بیشتری از ماگماتیسم تکامل یافته ارائه می دهد.
Mackay-Champion گفت: “در مجموع، این مشاهدات نشان می دهد که فرآیندهای تمایز پوسته شناسایی شده تحت InSight ممکن است در مناطق وسیعی از مریخ عمل کرده باشند.”
ایده فعالیت گسترده ماگمایی در مریخ همچنین می تواند طرز فکر ما را در مورد قابلیت سکونت جهان های دیگر تغییر دهد.
اعتقاد بر این است که سیستم تکتونیکی زمین یک عنصر کلیدی در ایجاد و حفظ شرایط لازم برای زندگی است. اگر مریخ قادر به ساخت یک پوسته پیچیده از طریق یک فرآیند زمین شناسی متفاوت بود، این فرض ممکن است نیاز به تجدید نظر داشته باشد.
Mackay-Champion توضیح داد: “مطالعه ما نشان می دهد که فرآیندهای کلیدی مرتبط با قابلیت سکونت – از جمله تمایز پوسته، ماگماتیسم طولانی مدت، چرخه فرار، تبادل حرارت پایدار، و تولید محیط های شیمیایی متنوع – می توانند بدون تکتونیک صفحه ای مانند زمین رخ دهند.”
“این باعث گسترش انواع سیاراتی می شود که می توانند از محیط های قابل سکونت پشتیبانی کنند، از جمله سیاراتی که قبلا بر اساس اندازه یا فقدان آشکار فعالیت تکتونیکی آنها حذف شده بودند.”
این بدان معنا نیست که مریخ قابل سکونت است یا حتی قابل سکونت بوده است. اما نشان می دهد که انواع فرآیندهای زمین شناسی مرتبط با جهان های قابل سکونت ممکن است بیشتر از آنچه قبلا تصور می شد رایج باشد.
Mackay-Champion گفت: «سکونت‌پذیری ممکن است در طیف وسیع‌تری از محیط‌های سیاره‌ای از آنچه تا به حال فکر می‌کردیم قابل دستیابی باشد.
اگرچه شواهد تایید شده ای از آتشفشان های جاری در سطح مریخ در حال حاضر وجود ندارد، این سیاره ممکن است هنوز شگفتی هایی در انتظارش باشد. مشاهدات InSight از درون مریخ نشان می دهد که ممکن است یک ستون گوشته در زیر Elysium Planitia بالا آمده باشد.
اخیراً، مشاهدات گرانشی نشان داده است که چنین جت ممکن است در زیر منطقه تارسیس فعال باشد.
این نتیجه جدید نشان می دهد که مریخ به دور از یک سیاره مرده، ممکن است سابقه فعالیت قدرتمندی داشته باشد که عمیق تر و طولانی تر از آن چیزی است که ما تصور می کردیم.
مطالب مرتبط: استقامت ترکیبات آلی پیچیده ای را در صخره های عجیب مریخ می یابد
Mackay-Champion گفت: “بزرگترین تغییر این است که مریخ دیگر شبیه سیاره ای نیست که عمدتاً توسط آتشفشان ساده بازالتی و خنک شدن یک درب راکد شکل گرفته است.”
هیجان‌انگیزترین بخش این است که مکانیسمی جهانی برای ایجاد یک پوسته تکامل یافته بر روی سیارات سنگی داغ بدون تکتونیک صفحه‌ای پیشنهاد می‌کند و انواع سیاراتی را که می‌توانند از محیط‌های قابل سکونت پشتیبانی کنند، گسترش می‌دهد.
از این نظر، مریخ نمونه‌ای از فرآیند سیاره‌ای بسیار گسترده‌تر می‌شود.»
این مطالعه در منتشر شد نجوم طبیعی.
