Valles Marineris, a Mars For Science geológiai emlékezete
A Mars Reconnaissance Orbiter szonda nagyon nagy felbontású megfigyelései új tájakat tártak fel a Valles Marineris kanyon alján. A régió geológiai története egyre tisztább.
A marsi felszín egyik legszembetűnőbb aspektusa kétségtelenül a Valles Marineris kanyon jelenléte. Nevét a Mariner 9 szondáról kapta, amely először 1971-ben fényképezte le. 3500 kilométer hosszú és 300 kilométer széles, ez a komplex tektonikai rendszer lefedi a marsi egyenlítő negyedét. Így közel tízszer nagyobb, mint az Egyesült Államokban található Colorado Grand Canyon. Látványos méretei mellett a Valles Marineris felbecsülhetetlen geológiai érdekességet jelent, mert falai, olykor tíz kilométer magasak, sziklákat és szerkezeteket hoznak napvilágra, amelyek nyomon követik a kanyon, régiója és a Mars bolygó történetét.
Gazdag geológiai történelem
A vörös bolygó első képei, 1965-ben, szinte holdlátást nyújtottak: sivatagot és kráterekkel tarkítottakat. De azóta a különböző szondák és a földi robotok megmutatták, hogy a Mars geológiai története gazdagabb, mint azt korábban gondolták.
A Valles Marineris az egyik legszembetűnőbb példa. Megvizsgáljuk a tájakat, valamint az őket formáló különféle jelenségeket: vulkanizmus, tektonika - pontosítsuk, hogy a marsi kéreg mozgása más mechanizmusok alá esik, mint a Földön, mert ez a kéreg hiányzik a lemezdinamikától - vagy egyenletes szél és víz. Ezekből a megfigyelésekből visszavezetjük a kanyon és a bolygó geológiai történetét.
A planetológusok a kanyon szikláit is tanulmányozták. Vannak primitív kéreg, a bolygó kialakulásának nyomai, a vulkanikus kőzet, de vannak hidratált ásványok is, például szulfátok és agyagok, a folyékony víz ősi jelenlétének jelei ebben a régióban. A Mars Express misszió, amely 2004-ben érkezett pályára, megfigyeléseket végzett a Valles Marineris kanyonban, és értékes információkkal szolgált a folyékony víz jelenlétéről a Marson. Így az OMEGA spektrométernek köszönhetően szulfátokat, kénben gazdag hidratált ásványi anyagokat tartalmazó lerakódások jelentős jelenlétét mutatta ki. Ezek a hesperiai korszakból származnak (3,7 és 3,2 milliárd évvel ezelőtt).
Ezenkívül a Mars Express agyagokat is észlelt a bolygó felszínén, a kanyonon kívül. Ezek a felfedezések több mint 3,7 milliárd évvel ezelőtt, a legrégebbi marsi geológiai korszakban, a Noachienben (4,1 és 3,7 milliárd év között) a folyékony víz jelenlétét tárták fel a bolygó felszínén. Az éghajlat akkor valószínűleg forró és párás volt.
Új szondára volt szükség a planetológusok által feltett kérdések megválaszolásához: melyek a Valles Marineris kialakulásának szakaszai? Milyen jelenségek alakították tájait? Mit vonhatunk le ebből a vörös bolygó történetéről? Csak 2006-ban és a Mars Reconnaissance Orbiter szonda pályára állításakor. A küldetés célja a bolygó éghajlatának és geológiájának leírása volt. A fedélzeti berendezések olyan felbontásokat kínáltak, amelyek lehetővé tették a kanyon részletes elemzését. Különösen a HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) kamera készített képeket a kanyonszerkezetekről. A Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) spektrométer a kőzetek összetételét elemezte.
Tíz kilométer magas falak
Mit mondtak nekünk a HiRISE képek és a CRISM elemzések? Lehetővé tették a Valles Marineris különböző szerkezetét alkotó kőzetek összetételének részletes elemzését. A fő kanyont egy kelet-nyugati tájolású hibák rendszere kíséri, amelyek mentén számos beomló árok és mélyedés alakult ki. A készlet egyedülálló lineáris tájakat hoz létre a Marson. A kanyon alján sok egymással összefüggő mélyedés található: chasmata. Ezeknek a kaszmatáknak a talaját gyakran vastag rétegzett lerakódások, földcsuszamlások vagy káosznak nevezett halmazok borítják.
A kanyon kialakulásának első elemei a falai. Ezek felbecsülhetetlen információforrások. Valójában tíz kilométer magas földtani szakaszt tárnak fel. Hirtelen, a falak úgynevezett „sarkantyúk és vízfolyások” morfológiával rendelkeznek (lásd az alábbi ábrát). Ezek olyan töltések, ahol helyben, a sarkakon a sziklák vannak kitéve. E struktúrák eredete a Marsra jellemző erózió és tektonikus mozgások. De hogyan jelentek meg ezek a falak ?
Összeomlás szülötte
A kérdés megválaszolásához nézzünk nyugatra Valles Marineristől. Itt található a Tharsis kupola az Olympus Mons-szal - a Naprendszer legmagasabb domborműve, amelynek csúcspontja 21 229 méter - és a Tharsis Montes, az Ascraeus Mons (18 225 méter), a Pavonis Mons (14 058 méter) és az Arsia Mons (17 761) három egyenes vulkánja található. méter).
Ez a vulkáni együttes a Noachianus végén jött létre. A Tharsis-kupola súlya alatt a litoszféra (a marsi köpeny kérge és felső része) meghajlott, helyenként megnehezült és megrepedt, így a Valles Marineris keletkezett. Ez utóbbi egy graben, vagyis egy olyan omladozó árok, amelyet olyan hibák jellemeznek, amelyek a litoszférára kifejtett vízszintes nyújtó erők hatására jelennek meg. A középső tömb megereszkedett, és a kanyon alját képezi. A szomszédos tömbök a kanyonra néző fennsíkokat alkotják. Valles Marineris körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt született.
A kanyon falai stratigráfiai vizsgálatot tesznek lehetővé a kinyúló geológiai rétegek vizsgálatával. Strukturális felfordulások hiányában a legmélyebb rétegek a legrégebbi. Így a legrégebbi kőzetek a kanyon lejtőinek tövében, míg a legutóbbi a fennsíkok tetején találhatók. Ezenkívül a Valles Marineris kiállítja a legrégebbi sziklákat, amelyek a bolygó felszínén vannak kitéve.
Az erózió és a tektonika azonban bonyolítja ezt a rétegtani tanulmányt. Valójában a rétegek nem mindig láthatók. Gyakran a falak lenyűgöző földcsuszamlások helyszíne. Ezek a földcsuszamlások nagy törmelékrétegeket képeznek, amelyek a kanyon lapos fenekén át áramlottak, akár 100 kilométerre a forrástól. Alakjuk csak a kanyon geometriájától függ, mind a legrégebbi földcsuszamlások (3,5 milliárd év), mind a legutóbbi (50 millió év) esetében. Így az őket kiváltó jelenségek valószínűleg azonos természetűek. A lerakódott térfogatok 10 köbkilométertől meghaladják az 5000 köbkilométert, ezért átlagosan tízszer nagyobbak, mint a földcsuszamlások. Ennek oka elsősorban az alacsonyabb marsi gravitáció. A földcsuszamlások a gyors törmelékfolyásokra jellemző gerinczel végződnek, amely óránként több tíz kilométeres sebességgel indul meg. Ez alacsony súrlódási együtthatókat tartalmaz, amelyek kizárják a víz által uralt folyamatokat.
Egyes helyeken a rétegek elemzése továbbra is lehetséges, és markáns különbséget mutat Valles Marineris nyugati és keleti része között. Nyugaton a kanyonfalak vízszintes és párhuzamos rétegekből állnak, amelyek sötétek és omladoznak. Ezeket a rétegeket láva és vulkanikus hamu felhalmozódásaként értelmezték több mint tíz kilométeres magasságban. Ezek a lávák a Tharsis-kupola óriási vulkánjainak tevékenységéből származnának.