Kiterjedt vulkanizmus és tektonika a fiatal Marson

A Mars vulkáni múltja elég egyértelmű külső jelekkel jár, hisz például itt találhatóak a Naprendszer legnagyobb vulkánjai, mint például a rekorder Olympus Mons. A tektonikai múltjáról kevésbé egybehangzóak a vélemények: az egyik (sokáig uralkodó) nézőpont szerint egyetlen bazaltos kőzetlemezből áll az egész bolygó kérge, a másik nézőpont, amely a közelmúltban nyer egyre inkább teret, azt vallja, voltak periódusok, amikor felzikus (savanyú) kőzetek jutottak a felszínre. Különösen a bolygó „gyermekkoráról”, az első egymilliárd évéről hiányos a tudásunk, s ebben hasonló a helyzet a saját bolygónkat illetően is.

A Nature Astronomy folyóiratban frissen megjelent kutatási eredmény azt taglalta, hogy a Mars egy másik régiójában, a déli féltekéjén, az Eridania-négyszög nevű területen is volt sokszínű vulkanizmus, és a helyszínen a kéreg vastagsága is eltér a bolygó átlagától. A távérzékelési vizsgálatok szerint e régióban egyaránt találhatók bazaltos és nagy kiterjedésű dácitos kőzetek. Az Eridania még arról is ismert, hogy a marsi mágnesség itt a legerősebb – a Marsnak nincs a mienkhez hasonló mágneses tere, csak egykor lehetett, amelynek a maradványai még felismerhetőek.

Az Eridania-négyszög egy térképészeti fogalom, a marsi térképezés egyik területi alapegysége, nem geológiai egység ebből a szempontból.

A Mars felszínének közel fele több mint 3,5 milliárd éves, vagyis igen ősi, ami jelzi is azt, hogy a Földdel szemben itt nem dolgozta át a felszínt a lemeztektonika. Azonban az Eridania-négyszög területéről már régóta úgy vélik, itt megőrződhettek egy egykori, kezdetleges tektonika nyomai is. Ilyen nyomokat hordoznak a kőzetek, köztük a földi ősi kontinensek nyomainak kutatása során is használt TTG-kőzetek (tonalit, trondhjemit és granodiorit). A marsi kőzetek összetételét persze nem helyi mintákból ismerjük, hanem a keringő szondák mérései alapján.

A kutatócsoport most az Eridania-négyszög területén található geológiai-vulkáni képződmények sokaságát elemezte és osztályozta. Ez alapján vulkáni dómok, rétegvulkánok, kaldera-komplexumok és piroklaszt-lerakódásokból felépült pajzsok sokaságát azonosították. A kutatók szerint ez a sokszínű vulkanizmus, illetve a terület, átlagtól jelentősen eltérő, kéregvastagsága arra utal, hogy itt a Mars ősidejében kezdetleges tektonikai folyamatok játszódtak le. Olyan folyamatokra gondolhatunk, amelyekben a megvastagodott kéreg alja leválik, majd a mélyben megolvadva, mélybeli kőzetekkel keveredve vulkánkitörések formájában, már másféle összetételű kőzetként lát ismét napvilágot. A földi lemeztektonikai folyamatokat hasonló helyzet előzhette meg.

Míg a mindenütt egyforma összetételű kéregnek nincsenek elkülönült kisebb és nagyobb sűrűségű régiói, mint a mai óceáni és kontinentális kéreg, így nem játszódhatnak le a klasszikus lemeztektonikai folyamatok sem. Az említett „függőleges tektonika” volt az egyetlen működőképes folyamat, amelyből megszülethettek az első földi kontinensek csírái – a Marson azonban ez a folyamat nem jutott el idáig. Ami megmaradt belőle e térségben, az viszont igen fontos lehet, mivel olyan folyamatokról deríthetünk majd ki részleteket itt, amiket a Földön már nem tudunk tanulmányozni.

A térségben nagy kiterjedésű tavak rendszere húzódott, és ezek a vizek a jelentős vulkanizmussal karöltve olyan környezeti körülményeket hozhattak létre, amelyek akár az élet kialakulását is elősegíthették. A meleg vizes források, hidrotermális területek a földi élet kialakulásában is alapvető szerepet játszhattak az elképzelések szerint.