Illustration des Olympus Mons auf dem Mars – dem größten Vulkan im Sonnensystem. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty) Viele Jahre lang dachten wir Mars war tot. Ein staubiger, trockener, karger Planet, auf dem sich nichts bewegt außer dem heulenden Wind. In letzter Zeit tauchen jedoch erste Beweise auf, die darauf hindeuten, dass der Mars beides ist vulkanisch Und geologisch aktiv.
Nun, die Idee eines vulkanisch aktiven Mars ist jetzt etwas realer geworden. Ein Meteorit, der sich tief im Bauch des Mars gebildet hat, hat laut Wissenschaftlern gerade den ersten soliden chemischen Beweis für die Magmakonvektion im Marsmantel geliefert.
Olivinkristalle in der Du riechst einen Meteoriten Das 2011 auf die Erde gefallene Gestein konnte sich nur bei wechselnden Temperaturen gebildet haben, da es in Magma-Konvektionsströmen schnell umhergewirbelt wurde – was zeigt, dass der Planet vulkanisch aktiv war, als sich die Kristalle um ihn herum bildeten 574 Zu 582 vor Millionen Jahren - und es könnte auch heute noch zeitweise so sein.
„Es gab bisher keine Hinweise auf Konvektion auf dem Mars, aber die Frage ‚Ist der Mars noch ein vulkanisch aktiver Planet?‘“ „wurde zuvor mit unterschiedlichen Methoden untersucht“, erklärte die Planetengeologin Nicola Mari von der University of Glasgow gegenüber Energyeffic.
„Dies ist jedoch die erste Studie, die die Aktivität im Marsinneren aus rein chemischer Sicht an echten Marsproben nachweist.“
Olivin, ein Magnesium-Eisen-Silikat, ist keine Seltenheit. Es kristallisiert aus abkühlendem Magma und kommt im Erdmantel sehr häufig vor. Tatsächlich dominiert die Olivingruppe den Erdmantel, meist als Teil einer Gesteinsmasse. Auf der Erdoberfläche kommt es in magmatischem Gestein vor.
Es ist ziemlich häufig bei Meteoriten . Und auch auf dem Mars kommt Olivin recht häufig vor. Tatsächlich wurde früher angenommen, dass es auf der Marsoberfläche Olivin gibt Beweis für die Trockenheit des Planeten , da das Mineral in Gegenwart von Wasser schnell verwittert.
Doch als Mari und sein Team begannen, die Olivinkristalle im Tissint-Meteoriten zu untersuchen, um die Magmakammer zu verstehen, in der er entstand, bemerkten sie etwas Seltsames. Die Kristalle hatten unregelmäßig verteilte phosphorreiche Bänder.
Wir kennen dieses Phänomen auf der Erde – es ist ein Prozess, der als Einfangen gelöster Stoffe bezeichnet wird. Aber es war eine Überraschung, es auf dem Mars zu finden.
(Mari et al., Meteoritics & Planetary Science, 2020)
„Dies geschieht, wenn die Geschwindigkeit des Kristallwachstums die Geschwindigkeit übersteigt, mit der Phosphor durch die Schmelze diffundieren kann, sodass der Phosphor gezwungen ist, in die Kristallstruktur einzutreten, anstatt im flüssigen Magma zu ‚schwimmen‘“, sagte Mari.
„In der Magmakammer, die die von mir untersuchte Lava erzeugte, war die Konvektion so stark, dass die Olivine sehr schnell vom Boden der Kammer (heißer) nach oben (kühler) bewegt wurden – um genau zu sein, erzeugte dies wahrscheinlich Abkühlungsraten.“ von 15-30 Grad Celsius pro Stunde für die Olivinen.'
Auch die größeren Olivinkristalle waren aufschlussreich. Spuren von Nickel und Kobalt stimmen mit früheren Erkenntnissen überein, dass sie tief unter der Marskruste, einer Tiefe von etwa 100 m, entstanden sind 40 bis 80 Kilometer (25 bis 50 Meilen).
Dies lieferte den Druck, unter dem sie sich bildeten; zusammen mit Gleichgewichtstemperatur von Olivin konnte das Team nun thermodynamische Berechnungen durchführen, um die Temperatur im Erdmantel zu ermitteln, bei der sich die Kristalle bildeten.
Sie fanden heraus, dass der Marsmantel im Mars wahrscheinlich eine Temperatur von etwa 1.560 Grad Celsius hatte Späte Amazonaszeit als sich das Olivin bildete. Dies liegt sehr nahe an der Manteltemperatur der Erde 1.650 Grad Celsius während des Archaikums , vor 4 bis 2,5 Milliarden Jahren.
Das bedeutet nicht, dass der Mars genau wie eine frühe Erde ist. Aber es bedeutet, dass der Mars unter seinem Mantel eine ganze Menge Wärme hätte speichern können; Das wird angenommen, weil ihm die Plattentektonik fehlt helfen, die Wärme auf der Erde abzuleiten , könnte der Mars langsamer abkühlen.
„Ich glaube wirklich, dass der Mars auch heute noch eine vulkanisch aktive Welt sein könnte, und diese neuen Ergebnisse deuten darauf hin“, sagte Mari gegenüber Energyeffic.
„Vielleicht werden wir in den nächsten fünf Millionen Jahren keinen Vulkanausbruch auf dem Mars erleben, aber das bedeutet nicht, dass der Planet inaktiv ist.“ „Es könnte einfach bedeuten, dass der Zeitpunkt zwischen den Ausbrüchen zwischen Mars und Erde unterschiedlich ist und wir statt eines oder mehrerer Ausbrüche pro Tag (wie auf der Erde) alle n-Millionen Jahre einen Marsausbruch erleben könnten.“
Wir benötigen weitere Untersuchungen, um mit Sicherheit sagen zu können, dass diese Hypothese zutrifft. Diese Ergebnisse bedeuten aber auch, dass frühere Interpretationen der Trockenheit des Planeten, die auf Oberflächenolivin basieren, möglicherweise überdacht werden müssen. (Obwohl wir uns im Klaren sein sollten, ist der Mars immer noch extrem trocken.)
Die laufende NASA-Mission InSight, die kürzlich Hinweise auf Marsbeben fand, misst unter anderem den Wärmefluss aus der Marskruste. Wenn der Mars immer noch vulkanisch aktiv ist, werden wir möglicherweise schon bald mehr darüber erfahren.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Meteoritik und Planetenwissenschaften .