Desivé zvuky z útrob Marsu odhaľujú jeho vnútro, skrýva prastarý systém

Desiatky rokov vedci považovali Mars za mŕtvy, neaktívny svet. Jeho magnetické pole sa vyskytuje len v ojedinelých ložiskách, kedysi tečúce rieky a jazerá sú dávno vyschnuté a povrchová sopečná aktivita ustala v dávnej minulosti. Na rozdiel od Zeme s jej systémom neustále sa pohybujúcich tektonických platní, kôru Marsu tvorí jeden celistvý, neprerušený obal, píše ScienceAlert.

Tento obal, známy aj ako „stagnujúce veko“, viedol k predpokladu, že akákoľvek hlboká magmatická aktivita na Marse bola len lokálna a relatívne jednoduchá. Predpokladali, že jej chýbal rozsiahly a dlhodobo pôsobiaci systém toku roztavenej horniny, aký poznáme zo Zeme. Najnovšie seizmické merania z hlbín Marsu však tento zabehnutý názor výrazne menia.

Zložité magmatické systémy bez tektonických platní

Seizmológ Tobermory Mackay-Champion z Bristolskej univerzity vysvetľuje, že vznik zložitej kôry bohatej na oxid kremičitý vedci doteraz spájali výlučne s doskovou tektonikou a subdukciou (podsunutím jednej platne pod druhú).

Nová štúdia však prichádza s prelomovým zistením: Mars dokáže vytvoriť komplexnú kôru aj prostredníctvom dlhotrvajúcich transkrustálnych magmatických systémov. V týchto systémoch sa magma pochádzajúca z plášťa ukladá, diferencuje, mieša a asimiluje priamo v kôre.

Tento objav má zásadný význam pre planetárnu geológiu. Dokazuje totiž, že recyklácia tektonických platní nie je jedinou podmienkou pre vznik vyvinutej kôry na horúcich kamenných planétach.

Rozdiely medzi štruktúrou Zeme a Marsu vedcom dlhodobo slúžia na skúmanie podmienok, ktoré určujú, či je planéta obývateľná. Zemské mobilné tektonické platne generujú zložitú sopečnú činnosť a formujú kontinenty. Pretože Marsu tieto platne chýbajú, vedci predpokladali, že jeho vulkanizmus bude relatívne jednoduchý.

Zmena nastala s príchodom landera InSight americkej agentúry NASA, ktorý pristál na povrchu Marsu v oblasti Elysium Planitia, aby monitoroval vnútro planéty. Hoci vedci nevedeli, akú úroveň aktivity sonda zaznamená, seizmická stanica odhalila prekvapivo aktívny svet. Počas svojho pôsobenia sonda zaregistrovala 1 319 zemetrasení.

Analýza seizmických vĺn a „ultrazvuk“ planéty

Seizmické vlny menia svoj tvar v závislosti od zloženia materiálu, ktorým prechádzajú. Tento jav umožňuje vedcom využiť seizmické dáta na vytvorenie akéhosi „ultrazvuku“ planéty a zmapovať jej vnútornú štruktúru.

Tím Tobermoryho Mackay-Championa si všimol anomáliu v nameraných dátach. Rýchlosť seizmických vĺn v spodnej kôre Marsu bola podstatne vyššia, než by zodpovedalo jednoduchej krustálnej štruktúre. Tento nesúlad naznačoval, že spodná kôra má neobvyklé zloženie.

Hoci vedci už predtým identifikovali hranicu medzi vrstvami, jej pôvod zostával nejasný. Tím začal skúmať možnosť, že táto hranica predstavuje miesto dotyku dvoch rôznych horninových vrstiev. V obrovskom podzemnom rezervoári magmy klesajú ťažšie minerály na dno, kým tie ľahšie stúpajú nahor. Husté kryštály sa hromadia v spodnej časti, zatiaľ čo zvyšná tavenina sa obohacuje o oxid kremičitý.

Pomocou termodynamického modelovania a štatistických nástrojov vedci simulovali šírenie seizmických vĺn cez stovky rôznych kombinácií horninových vrstiev. Dáta zodpovedali jedinej konfigurácii: nečakane hrubej spodnej vrstve ultramafickej horniny (bohatej na železo a horčík, ale chudobnej na oxid kremičitý) a vrchnej vrstve mafickej horniny s vyšším obsahom oxidu kremičitého.

ASA/JPL-Caltech

Tento výsledok poukazuje na existenciu mimoriadne masívneho podzemného magmatického systému. Podľa Mackay-Championa prítomnosť ultramafickej zóny s hrúbkou približne 14 kilometrov na dne kôry vyžaduje oveľa väčší magmatický systém, než vedci pôvodne predpokladali.

Globálne dôsledky a nové pohľady na obývateľnosť

Zásadným obmedzením misie InSight bola jej statická povaha. Sonda analyzovala výlučne kôru priamo pod miestom svojho pristátia. Výskumníci sa však domnievajú, že pozorované geologické procesy sa neobmedzujú len na túto oblasť. Podobnú seizmickú hranicu objavili aj tisíce kilometrov od sondy InSight a dôkazy o vyvinutom magmatizme poskytujú aj minerály z rôznych častí planéty.

Mackay-Champion dodáva, že procesy diferenciácie kôry, identifikované pod sondou InSight, mohli prebiehať na rozľahlých územiach Marsu.

Objav rozsiahlej magmatickej aktivity na Marse mení pohľad na potenciálnu obývateľnosť iných svetov. Kľúčové procesy pre udržanie života, vrátane diferenciácie kôry, dlhodobého magmatizmu, cyklovania prchavých látok, trvalého prenosu tepla a vytvárania chemicky rozmanitých prostredí, môžu podľa štúdie prebiehať aj bez doskovej tektoniky.

Hoci tieto zistenia neprinášajú priamy dôkaz o minulom alebo súčasnom živote na Marse, rozširujú kategórie planét, ktoré by mohli podporovať obývateľné podmienky. Zároveň otvárajú nové možnosti pre výskum exoplanét.

Čítajte viac z kategórie: Novinky