Mars se dugo smatrao geološki jednostavnijim planetom od Zemlje, jer nema tektonske ploče koje neprestano lome, pomiču i obnavljaju koru. Nova studija objavljena u časopisu Nature Astronomy sada pokazuje da je ispod njegove površine možda postojao mnogo složeniji svijet, s velikim magmatskim sustavima nalik onima koji na Zemlji sudjeluju u stvaranju kontinentalne kore.
Neobična granica duboko pod marsovskom površinom
Mars danas izgleda kao hladan i geološki miran svijet. Za razliku od Zemlje, njegova površina nije podijeljena na velike tektonske ploče koje se sudaraju, razmiču i ponovno guraju materijal u dubinu planeta. Upravo zato dugo se smatralo da Mars nije mogao razviti tako složenu unutarnju dinamiku kao Zemlja.
Zbog toga su znanstvenici dugo pretpostavljali da je marsovska kora nastajala jednostavnijim putem. Mars je imao velike vulkane, među njima i Olympus Mons, najveći poznati vulkan u Sunčevu sustavu, ali se smatralo da iza njih ne stoji jednako složen unutarnji mehanizam kao na Zemlji.
Novo istraživanje znanstvenika sa Sveučilišta u Oxfordu sada mijenja tu sliku. Tim je analizirao seizmičke podatke NASA-ine misije InSight, koja je od 2018. bilježila podrhtavanja Marsa i valove nastale nakon udara meteoroida u njegovu površinu.
Posebnu pozornost privukla je granica na dubini od oko 24 kilometra. Ranije analize već su pokazale da se ondje nešto mijenja u građi Marsove kore, ali nije bilo jasno što ta granica predstavlja.
Stijene bogate željezom i magnezijem otkrile su trag stare magme
Kako bi objasnili tu duboku granicu, istraživači su usporedili seizmičke podatke sa stotinama mogućih sastava stijena. Koristili su termodinamičko modeliranje i statističke metode kako bi provjerili koje se stijene najbolje uklapaju u izmjerena svojstva Marsove unutrašnjosti.
Pokazalo se da se područje ispod granice na 24 kilometra najbolje podudara s ultramafitnim stijenama. Riječ je o stijenama bogatima željezom i magnezijem, ali siromašnima silicijem. Iznad te granice bolje odgovaraju mafičke stijene, koje imaju nešto veći udio silicija.
Takav raspored upućuje na proces u kojem se rastaljena stijena nekoć zadržavala duboko ispod površine. Dok se magma hladila, njezini su se sastojci razdvajali. Gušći kristali taložili su se pri dnu kore, dok su lakše i kemijski razvijenije taline mogle putovati prema višim slojevima.
Na Zemlji se slični procesi događaju ispod vulkanskih lukova i povezani su s nastankom kontinentalne kore. Upravo zato je nalaz važan. Mars možda nije imao tektonske ploče, ali je ipak mogao imati duboke, dugotrajne magmatske sustave koji su mijenjali njegovu koru iznutra.
Glavni autor studije, dr. Tobermory Mackay-Champion, rekao je da se marsovski vulkanizam tradicionalno smatrao razmjerno jednostavnim u usporedbi sa Zemljinim. Prema novim rezultatima, Mars je mogao održavati velike sustave u kojima se rastaljena stijena razvijala i ponovno prerađivala kroz velik dio kore.
Umjesto odvojenih vulkana, Mars je možda imao povezane magmatske mreže
Najzanimljiviji dio studije odnosi se na moguće razmjere tog skrivenog sloja. Istraživači smatraju da se ne radi nužno o lokalnoj pojavi, nego o strukturi koja bi se mogla protezati stotinama, pa i tisućama kilometara oko Marsove sjeverne polutke.
Ako je to točno, Marsova geološka prošlost nije bila obilježena samo odvojenim vulkanima. Ispod površine su možda postojali golemi povezani magmatski sustavi, u kojima se magma kretala, zadržavala, hladila i kemijski mijenjala kroz veći dio kore.
Takav proces naziva se transkrustalni magmatizam. Do sada se uglavnom povezivao sa Zemljom. U takvom sustavu magma ne ostaje zatvorena u jednom spremniku ispod vulkana, nego sudjeluje u dugotrajnoj preradi kore kroz različite dubine.
Za Mars je to važan pomak. Planet koji danas izgleda suh, hladan i geološki uspavan mogao je u ranijoj povijesti imati mnogo aktivniju unutrašnjost. Njegova kora možda se nije oblikovala samo izlijevanjem lave na površinu, nego i složenim procesima duboko ispod nje.
Planeti bez tektonskih ploča ne moraju biti geološki jednostavni
Otkriće ima šire značenje od same geologije Marsa. Na Zemlji su unutarnji procesi planeta povezani s nastankom atmosfere, oceana i dugotrajnim kruženjem vode te drugih hlapljivih tvari. Geologija, klima i nastanjivost nisu odvojene priče, nego dijelovi istog planetarnog sustava.
Zato su znanstvenici često smatrali da su tektonske ploče jedan od ključnih uvjeta za dugoročnu nastanjivost. One omogućuju recikliranje materijala, pomažu u regulaciji klime i održavaju kemijsku dinamiku planeta kroz golema vremenska razdoblja.
Nova studija ne tvrdi da je Mars bio nastanjiv zbog ovih magmatskih sustava. Ne tvrdi ni da je na njemu postojao život. No pokazuje da se složena kora možda može razviti i bez tektonike kakvu poznajemo na Zemlji.
Profesor Jon Wade sa Sveučilišta u Oxfordu istaknuo je da je jedno od velikih pitanja planetarne znanosti to je li Zemlja doista iznimka. Ako je Mars mogao razviti složenu koru bez tektonskih ploča, tada bi se uvjeti važni za nastanjivost mogli pojaviti na većem broju stjenovitih planeta nego što se dosad mislilo.
To posebno vrijedi za svjetove koji su ranije možda bili prebrzo otpisani jer su premali ili ne pokazuju jasne tragove tektonske aktivnosti. Mars sada pokazuje da geološka složenost ne mora uvijek biti vidljiva na površini.