Raadselachtige rotsen op Mars tonen bewijs van gewelddadige oorsprong

[univers]

Het bepalen van de geschiedenis van Mars, hoe het zich in de loop van de tijd heeft gevormd en geëvolueerd, is al tientallen jaren een doel van zowel orbiter- als rover-missies naar de Rode Planeet.


Ontsluiting van olivijnrijk gesteente in de Gusev-krater waargenomen met Spirit's Panoramic Camera (Pancam) in 2005. Afbeelding door NASA/JPL/Cornell/ASU

Een team van onderzoekers onder leiding van Steve Ruff van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University heeft gegevens van verschillende van deze Mars-missies geanalyseerd en heeft vastgesteld dat raadselachtige olivijnrijke gesteente in de Gusev-krater en in en rond de Jezero-krater een soort gesteente kan zijn genaamd "ignimbrite", die zowel stollings als sedimentair is en wordt gevormd als het resultaat van catastrofale explosieve uitbarstingen van immense vulkanische caldera's.

Als het team gelijk heeft, kan dit leiden tot een beter begrip van olivijnrijke gesteente op andere plaatsen op Mars en kan het ook wijzen op een stijl van vulkanisme die vaker voorkomt in de vroege geschiedenis van Mars. De resultaten van hun onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in Icarus.

"Er zijn veel ideeën voor de oorsprong van olivijnrijk gesteente dat grote delen van een regio genaamd Nili Fossae bedekt, waaronder de Jezero-krater," zei Ruff. "Het is een debat dat al bijna twintig jaar aan de gang is."

Blootstellingen van gesteente dat rijk is aan olivijn en ook carbonaat verbinden de Gusev-krater, 16 jaar geleden verkend door NASA's Spirit-rover , en de Nili Fossae-regio waar de Mars 2020 Perseverance-rover momenteel onderzoekt in de Jezero-krater. Beide locaties hebben de hoogste hoeveelheid olivijn die tot nu toe op Mars is geïdentificeerd. De overeenkomsten in samenstelling en morfologie van de ver uit elkaar liggende olivijnrijke gesteenten waren niet eerder onderzocht. Nu blijkt dat ze zich op een vergelijkbare manier hebben gevormd.

Olivijn is een veel voorkomend silicaatmineraal dat afkomstig is van magma dat wordt gegenereerd in de mantel van Mars (ditzelfde proces vindt ook op aarde plaats). Dus een soort vulkanisch proces is een redelijke verklaring voor het ontstaan ​​van de olivijnrijke rotsen op Mars. Maar scenario's variërend van lavastromen tot een gigantische impact die olivijn uit de mantel opbaggert, waren eerder voorgesteld.

Ruff en het team wilden een leidende hypothese testen met betrekking tot as die zachtjes werd afgezet uit vulkanische pluimen. Maar hun observaties onthulden een veel gewelddadiger geschiedenis.

Ruff onderzocht met name mozaïeken van afbeeldingen van de Marsrover Spirit's Microscopic Imager (die lijkt op de handlens van een geoloog) en ontdekte rotsen met een ongewone textuur. Ruff raadpleegde een online bibliotheek met afbeeldingen van rotsen op aarde en kwam enkele vulkanische rotsen tegen met texturen die opmerkelijk veel leken op die in de mozaïeken van Mars.

"Dat was een eureka-moment", zegt Ruff. "Ik zag dezelfde soort texturen in de rotsen van de Gusev-krater als die in een heel specifiek soort vulkanisch gesteente dat hier op aarde wordt gevonden."


De linkerafbeelding is een mozaïek van Spirit's Microscopic Imager met donker getinte diagonaal georiënteerde kenmerken met vlamachtige vormen die mogelijk afgeplatte puimsteenfragmenten zijn die bekend staan ​​​​als fiamme, waaronder lichtgekleurde kristallen (witte rechthoek), die beide lijken op die in het voorbeeld van ignimbrite van de aarde aan de rechterkant. De donkere hoekige delen zijn schaduwen van rover-hardware. De witte schaalbalk vertegenwoordigt 1 cm in beide afbeeldingen. Afbeeldingen door NASA/JPL/USGS en Scripps Institution of Oceanography

De afbeeldingen waren van een soort gesteente dat 'ignimbrite' wordt genoemd, dat in wezen zowel stollings als sedimentair tegelijk is. Ignimbrieten worden gevormd als gevolg van stromen van pyroclastische as, puimsteen en blokken van de grootste vulkanische explosies die op aarde bekend zijn.

"Stel je een grond-omhelzende wolk van hete gassen en bijna gesmolten as en puimsteen voor die tientallen kilometers door het landschap stroomt en zich in slechts een paar dagen tijd opstapelt in lagen tot honderden meters dik," zei Ruff.

Na hun plaatsing koelen ignimbrite-afzettingen langzaam af gedurende maanden of jaren. Dit leidt tot ingewikkelde netwerken van breuken die bekend staan ​​als koelverbindingen, die zich vormen als de dikke stapels as en puimsteen samentrekken. Ruff herkende met name vergelijkbare breukpatronen in de olivijnrijke gesteenteafzettingen op Mars, wat bijdroeg aan het bewijs voor een ignimbrite oorsprong.

Op aarde worden ignimbrites gevonden in plaatsen zoals Yellowstone National Park in het westen van de VS. De geel getinte rotsen zijn ignimbrites van een enorme vulkanische caldera die gevormd is in een periode die ongeveer 2,1 miljoen jaar geleden begon en nu is ingevuld.

"Niemand had eerder ignimbrites gesuggereerd als een verklaring voor olivijnrijke gesteente op Mars," zei Ruff. "En het is mogelijk dat dit het soort rots is waarop de Perseverance-rover het afgelopen jaar heeft rondgereden en monsters heeft genomen."

Mars heeft de grootste vulkaan in het zonnestelsel en lavastromen die enorme delen van de planeet bedekken, dus vulkanische rotsen zijn een gegeven. Maar er waren maar een paar plaatsen gesuggereerd om ignimbrites te bevatten, en tot nu toe slechts voorlopig.


De afbeelding in valse kleuren aan de linkerkant toont olivijnrijke afzettingen in het Nili Fossae-gebied vergeleken met gelaste ignimbrite-afzettingen op aarde (ware kleur). De breuken in het voorbeeld van de aarde zijn koelverbindingen, die sterk lijken op die in het voorbeeld van Mars. Afbeeldingen door HiRISE/Google Earth

Met de nieuwe bevindingen van dit team is het mogelijk dat ignimbrites voorkomen in zowel de Jezero- als de Gusev-kraters. Andere locaties met olivijnrijk gesteente zijn ook kandidaat-ontbrandingsafzettingen, en ze lijken allemaal vroeg in de geschiedenis van Mars te zijn gevormd, gedurende de eerste miljard jaar of zo.

"De olivijnrijke samenstelling is ongebruikelijk voor de meeste ignimbrites op aarde, maar er is bewijs voor deze samenstelling in de oudste. Nu met het sterke bewijs voor oude olivijnrijke ignimbrites op Mars, wijst dit misschien op een stijl van vulkanisme, catastrofale explosieve uitbarstingen van olivijnrijk magma, dat plaatsvindt in de vroege geologische evolutie van een planeet, "zei Ruff. "Het antwoord in het geval van Mars kan komen van rotsmonsters die door Perseverance zijn verzameld en door toekomstige missies naar de aarde zijn teruggebracht ."

https://news.asu.edu/20220425-enigmatic ... ent-origin