Explosiva vulkanutbrott som sköt jetstrålar av het aska, sten och gas skyward är den troliga källan till en mystisk marsformation, en ny studie finner. Det nya fyndet kan öka forskarnas förståelse av Mars interiör och dess tidigare potential för beboelse, enligt studiens författare.

Medusae Fossae -formationen är en massiv, ovanlig deponering av mjuk sten nära Mars ekvatorn, med böljande kullar och abrupta mesor. Forskare observerade först Medusae Fossae med NASAs Mariner -rymdfarkoster på 1960 -talet men var förvirrade över hur det bildades.

Nu, ny forskning tyder på att formationen deponerades under explosiva vulkanutbrott på den röda planeten för mer än 3 miljarder år sedan. Formationen är ungefär en femtedel så stor som kontinentala USA och 100 gånger mer massiv än den största explosiva vulkaniska fyndigheten på jorden, vilket gör det till den största kända explosiva vulkaniska fyndigheten i solsystemet, enligt studiens författare.

"Detta är en massiv insättning, inte bara i marsskala, men också när det gäller solsystemet, eftersom vi inte känner till någon annan insättning som är så här, "sa Lujendra Ojha, en planetvetare vid Johns Hopkins University i Baltimore och huvudförfattare till den nya studien som publicerades i Journal of Geophysical Research:Planets , en tidskrift för American Geophysical Union.

Bildandet av Medusae Fossae skulle ha markerat en central punkt i Mars historia, enligt studiens författare. Utbrotten som skapade fyndigheten kunde ha spytt massiva mängder klimatförändrande gaser i Mars atmosfär och matat ut tillräckligt med vatten för att täcka Mars i ett globalt hav som är mer än 9 centimeter (4 tum) tjockt, Sa Ojha.

Växthusgaser som andades ut under utbrotten som skapade Medusae Fossae kunde ha värmt Mars yta tillräckligt för att vatten skulle förbli flytande vid dess yta, men giftiga vulkaniska gaser som vätesulfid och svaveldioxid skulle ha förändrat kemin på Mars yta och atmosfär. Båda processerna skulle ha påverkat Mars potential för beboelse, Sa Ojha.

Bestämning av bergets källa

Medusae Fossae -formationen består av kullar och högar av sedimentärt berg som sträcker sig över Mars ekvatorn. Sedimentär sten bildas när bergdamm och skräp ackumuleras på en planets yta och cementerar över tiden.

Forskare har känt till Medusae Fossae i årtionden, men var osäker på om vind, vatten, is eller vulkanutbrott avsatte stenrester på den platsen.

Tidigare radarmätningar av Mars yta antydde att Medusae Fossae hade en ovanlig sammansättning, men forskare kunde inte avgöra om den var gjord av mycket poröst berg eller en blandning av sten och is. I den nya studien, Ojha och en kollega använde gravitationsdata från olika rymdfarkoster på Mars för att mäta Medusae Fossae -densiteten för första gången. De fann att berget är ovanligt poröst:det är ungefär två tredjedelar så tätt som resten av Marsskorpan. De använde också radar- och gravitationdata i kombination för att visa Medusae Fossae -densiteten kan inte förklaras av närvaron av is, som är mycket mindre tät än sten.

Eftersom berget är så poröst, det måste ha deponerats av explosiva vulkanutbrott, enligt forskarna. Vulkaner bryter ut delvis eftersom gaser som koldioxid och vattenånga löst i magma tvingar det smälta berget att stiga till ytan. Magma som innehåller mycket gas exploderar mot himlen, skjuta in strålar av aska och sten i atmosfären.

Ask från dessa explosioner sjunker till marken och strömmar nedför. Efter att tillräckligt med tid har gått, askan cementeras till sten, och Ojha misstänker att detta är vad som bildade Medusae Fossae. Så mycket som hälften av det mjuka berget som ursprungligen deponerades under utbrotten har eroderat bort, lämnar bakom sig kullarna och dalarna som ses i Medusae Fossae idag.

Förstå Mars interiör

De nya fynden tyder på att Mars -interiören är mer komplex än forskare ursprungligen trodde, enligt Ojha. Forskare vet att Mars har lite vatten och koldioxid i sin skorpa som gör att explosiva vulkanutbrott kan hända på dess yta, men planetens inre skulle ha behövt massiva mängder flyktiga gaser - ämnen som blir gas vid låga temperaturer - för att skapa en fyndighet av denna storlek, han sa.

"Om du skulle distribuera Medusae Fossae globalt, det skulle göra ett 9,7 meter (32 fot) tjockt lager. "sade Ojha." Med tanke på den stora storleken på denna insättning, det är verkligen otroligt eftersom det innebär att magma inte bara var rik på flyktiga ämnen och att den måste vara flyktig rik under långa perioder. "

Den nya studien visar löfte om gravitationsundersökningar i tolkningen av Mars rockrekord, enligt Kevin Lewis, planetvetare vid Johns Hopkins University och medförfattare till den nya studien. "Framtida gravitationsundersökningar kan hjälpa till att skilja mellan is, sediment och vulkaniska bergarter i planetens övre skorpa, "Sa Lewis.