Вулканические извержения, которые на поверхности могут выглядеть как единичные события, на самом деле часто являются кульминацией медленных и сложных процессов, происходящих глубоко в недрах планеты. Магма под поверхностью смещается, меняет свой химический состав и может находиться в состоянии покоя длительное время, прежде чем вырваться наружу. Чтобы восстановить картину этих скрытых процессов, ученые изучают лавовые потоки, текстуру пород и минералы, оставшиеся на поверхности. Эти данные помогают понять устройство магматических систем, питающих вулканы.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале «Geology», демонстрирует, что подобная сложность характерна и для Марса. Снимки высокого разрешения и данные о минеральном составе, собранные с орбиты, указывают на то, что некоторые из самых молодых вулканических регионов планеты имеют гораздо более детальную историю, чем предполагалось ранее. Эти вулканы формировались не в результате коротких, разовых извержений, а были созданы магматическими системами, которые оставались активными и изменялись в течение долгих периодов под марсианской поверхностью.
Международная команда исследователей из Университета Адама Мицкевича в Познани, Университета Айовы и Ланкастерского центра окружающей среды изучила долгоживущую вулканическую систему к югу от горы Павлина – одного из крупнейших вулканов Марса. Сопоставив детальное картографирование поверхности с минералогическими данными, полученными с орбитальных аппаратов, ученые с высокой точностью реконструировали развитие вулкана и его питающей магматической системы.
«Наши результаты показывают, что даже в самый последний вулканический период на Марсе подповерхностные магматические системы оставались активными и сложными, – говорит Бартош Питерек из Университета Адама Мицкевича. – Вулкан не извергался лишь однажды – он эволюционировал с течением времени по мере изменения условий в недрах планеты».
Анализ выявил несколько этапов развития вулканической системы. Ранняя активность характеризовалась излиянием лавы из трещин в земле, тогда как более поздние извержения происходили из более локализованных жерл, сформировавших конусообразные структуры. Хотя сегодня эти лавовые отложения выглядят по-разному, все они питались из одного и того же магматического резервуара. Каждая фаза оставила уникальный минеральный «отпечаток», что позволило исследователям проследить, как менялся состав магмы с течением времени.
«Эти минеральные различия говорят нам о том, что сама магма эволюционировала, – объясняет Питерек. – Вероятно, это отражает изменения в глубине зарождения магмы и продолжительности ее хранения под поверхностью перед извержением».
Поскольку у ученых пока нет возможности собрать образцы пород непосредственно с марсианских вулканов, подобные исследования предоставляют ценнейшую информацию о внутреннем строении планеты. Полученные результаты демонстрируют, насколько мощным инструментом могут быть орбитальные наблюдения для раскрытия скрытой структуры и долгосрочной эволюции вулканических систем как на Марсе, так и на других каменистых планетах.
