Οι επιστήμονες παρατήρησαν για πρώτη φορά το Σχηματισμός Medusa Fossae (MFF) τη δεκαετία του 1960, χάρη στις προσπάθειες των Ναύτηςδιαστημόπλοιο . Αυτό το τεράστιο απόθεμα μαλακών, ιζηματογενών πετρωμάτων εκτείνεται για περίπου 1.000 km (621 μίλια) κατά μήκος του ισημερινού και αποτελείται από κυματιστούς λόφους, απότομες ράχες και περίεργες κορυφογραμμές (γνωστοί και ως yardangs) που φαίνεται να είναι αποτέλεσμα αιολικής διάβρωσης. Επιπλέον, ένα ασυνήθιστο χτύπημα στην κορυφή αυτού του σχηματισμού προκάλεσε επίσης α UFO θεωρία συνωμοσίας .
Περιττό να πούμε ότι ο σχηματισμός ήταν πηγή επιστημονικής περιέργειας, με πολλούς γεωλόγους να προσπαθούν να εξηγήσουν πώς θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί. Σύμφωνα με α νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, η περιοχή ήταν το αποτέλεσμα ηφαιστειακής δραστηριότητας που έλαβε χώρα στον Κόκκινο Πλανήτη πριν από περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να έχουν δραστικές επιπτώσεις για την κατανόηση των επιστημόνων για το εσωτερικό του Άρη και ακόμη και για τις προηγούμενες δυνατότητές του για κατοικησιμότητα.
Η μελέτη – η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στοJournal of Geophysical Research: Planetsυπό τον τίτλο ' Η πυκνότητα του σχηματισμού Medusae Fossae: Επιπτώσεις για τη σύνθεση, την προέλευση και τη σημασία του στην ιστορία του Άρη ” – διεξήχθη από τη Lujendra Ojha και τον Kevin Lewis, μελετητή Blaustein και επίκουρο καθηγητή στο τμήμα Γης και Πλανητικής Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, αντίστοιχα.
Προοπτική άποψη της Medusa Fossae που κοιτάζει νοτιοανατολικά. Πνευματικά δικαιώματα: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Η προηγούμενη εργασία του Ojha περιλαμβάνει την εύρεση στοιχείων ότι το νερό στον Άρη εμφανίζεται σε εποχιακές ροές άλμης στην επιφάνεια, τις οποίες ανακάλυψε το 2010 ως προπτυχιακός φοιτητής. Ο Lewis, εν τω μεταξύ, έχει αφιερώσει μεγάλο μέρος της ακαδημαϊκής του σταδιοδρομίας στη σε βάθος μελέτη της φύσης των ιζηματογενών πετρωμάτων στον Άρη για να προσδιορίσει τι μπορεί να μας πει αυτό το γεωλογικό αρχείο για το προηγούμενο κλίμα και κατοικησιμότητα αυτού του πλανήτη.
Όπως εξήγησε ο Ojha, η μελέτη του Σχηματισμού Medusa Fossae είναι κεντρική για την κατανόηση της γεωλογικής ιστορίας του Άρη. Όπως και η περιοχή Tharsus Montes, αυτός ο σχηματισμός σχηματίστηκε σε μια εποχή που ο πλανήτης ήταν ακόμα γεωλογικά ενεργός. «Πρόκειται για ένα τεράστιο κοίτασμα, όχι μόνο σε Αρειανή κλίμακα, αλλά και όσον αφορά το ηλιακό σύστημα, επειδή δεν γνωρίζουμε κανένα άλλο κοίτασμα που να είναι σαν αυτό», είπε.
Βασικά, τα ιζηματογενή πετρώματα είναι το αποτέλεσμα της σκόνης και των συντριμμιών βράχου που συσσωρεύονται στην επιφάνεια ενός πλανήτη και σκληραίνουν και στρώνονται με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα στρώματα χρησιμεύουν ως γεωλογικό αρχείο, υποδεικνύοντας τους τύπους διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια τη στιγμή που εναποτέθηκαν τα στρώματα. Όταν πρόκειται για τον σχηματισμό Medusae Fossae, οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι αν ο άνεμος, το νερό, ο πάγος ή οι ηφαιστειακές εκρήξεις ήταν υπεύθυνες για τις αποθέσεις.
Στο παρελθόν, έγιναν μετρήσεις ραντάρ του σχηματισμού που υποδηλώνουν ότι οι Medusae Fosssae είχαν μια ασυνήθιστη σύνθεση. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν ήταν βέβαιοι εάν ο σχηματισμός ήταν κατασκευασμένος από εξαιρετικά πορώδες πέτρωμα ή ένα μείγμα πέτρας και πάγου. Για χάρη της μελέτης τους, οι Ojha και Lewis χρησιμοποίησαν δεδομένα βαρύτητας από διάφορα τροχιακά του Άρη για να μετρήσουν την πυκνότητα του σχηματισμού για πρώτη φορά.
Ένας απομονωμένος λόφος στον σχηματισμό Medusae Fossae. Η επίδραση της αιολικής διάβρωσης σε αυτόν τον λόφο είναι εμφανής από το εξορθολογισμένο σχήμα του. Πίστωση: Στερεοφωνική κάμερα υψηλής ανάλυσης/Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι ο βράχος είναι ασυνήθιστα πορώδης και περίπου τα δύο τρίτα τόσο πυκνός όσο ο υπόλοιπος φλοιός του Άρη. Χρησιμοποίησαν επίσης δεδομένα ραντάρ και βαρύτητας για να δείξουν ότι η πυκνότητα του Σχηματισμού ήταν πολύ μεγάλη για να εξηγηθεί από την παρουσία πάγου. Από αυτό, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο βαριά πορώδης βράχος έπρεπε να είχε αποτεθεί από ηφαιστειακές εκρήξεις όταν ο Άρης ήταν ακόμα γεωλογικά ενεργός – περίπου. 3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Καθώς αυτά τα ηφαίστεια εξερράγησαν, ρίχνοντας τέφρα και βράχους στην ατμόσφαιρα, το υλικό θα είχε πέσει πίσω στην επιφάνεια, δημιουργώντας στρώματα και ρέοντας κάτω από λόφους. Μετά από αρκετό χρόνο, η στάχτη θα είχε τσιμεντωθεί σε βράχο, ο οποίος διαβρώθηκε αργά με την πάροδο του χρόνου από τους αρειανούς ανέμους και τις καταιγίδες σκόνης, αφήνοντας τον Σχηματισμό που βλέπουν σήμερα οι επιστήμονες του Σχηματισμού. Σύμφωνα με τον Ojha, αυτά τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το εσωτερικό του Άρη είναι πιο περίπλοκο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Ενώ οι επιστήμονες γνώριζαν εδώ και αρκετό καιρό ότι ο Άρης έχει μερικά πτητικά - δηλαδή νερό, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα στοιχεία που γίνονται αέριο με ελαφρές αυξήσεις της θερμοκρασίας - στον φλοιό του που επιτρέπουν την εμφάνιση περιοδικών εκρηκτικών εκρήξεων στην επιφάνεια, το είδος της έκρηξης που απαιτείται η δημιουργία της περιοχής Medusa Fossae θα ήταν τεράστια. Αυτό δείχνει ότι ο πλανήτης μπορεί να έχει τεράστιες ποσότητες πτητικών στο εσωτερικό του. Όπως εξήγησε ο Ojha:
«Αν διανείματε το Medusae Fossae παγκοσμίως, θα δημιουργούσε ένα στρώμα πάχους 9,7 μέτρων (32 ποδιών). Δεδομένου του τεράστιου μεγέθους αυτού του κοιτάσματος, είναι πραγματικά απίστευτο γιατί υπονοεί ότι το μάγμα δεν ήταν μόνο πλούσιο σε πτητικές ουσίες αλλά και ότι έπρεπε να είναι πλούσιο σε πτητικές ουσίες για μεγάλες χρονικές περιόδους».
Σύμφωνα με τη μελέτη των Ojha και Lewis, η έκρηξη που δημιούργησε τον σχηματισμό Medusa Fossae θα είχε καλύψει τον Άρη σε έναν παγκόσμιο ωκεανό. Εικόνα: ESO/M. Kornmesser, μέσω N. Risinger
Επιπλέον, αυτή η δραστηριότητα θα είχε δραστική επίδραση στην κατοικησιμότητα του Άρη στο παρελθόν. Βασικά, ο σχηματισμός του Σχηματισμού Medusae Fossae θα είχε συμβεί σε ένα κομβικό σημείο στην ιστορία του Άρη. Μετά την έκρηξη, τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και (πιθανότατα) μεθανίου θα είχαν εκτοξευθεί στην ατμόσφαιρα, προκαλώντας ένα σημαντικό φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Επιπλέον, οι συγγραφείς ανέφεραν ότι η έκρηξη θα είχε εκτοξεύσει αρκετό νερό για να καλύψει τον Άρη σε έναν παγκόσμιο ωκεανό πάχους άνω των 9 εκατοστών (4 ίντσες). Αυτό το προκύπτον φαινόμενο του θερμοκηπίου θα ήταν αρκετό για να κρατήσει την επιφάνεια του Άρη ζεστή σε σημείο που το νερό να παραμείνει σε υγρή κατάσταση. Ταυτόχρονα, η αποβολή ηφαιστειακών αερίων όπως το υδρόθειο και το διοξείδιο του θείου θα είχε αλλάξει τη χημεία της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας του Άρη.
Όλα αυτά θα είχαν δραστική επίδραση στην πιθανή κατοικησιμότητα του πλανήτη. Επιπλέον, όπως ανέφερε ο Kevin Lewis, η νέα μελέτη δείχνει ότι οι έρευνες βαρύτητας έχουν τη δυνατότητα να ερμηνεύσουν το γεωλογικό αρχείο του Άρη. «Μελλοντικές έρευνες βαρύτητας θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη διάκριση μεταξύ πάγου, ιζημάτων και πυριγενών πετρωμάτων στον ανώτερο φλοιό του πλανήτη», είπε.
Η μελέτη των χαρακτηριστικών της επιφάνειας του Άρη και της γεωλογικής ιστορίας μοιάζει πολύ με το ξεφλούδισμα ενός κρεμμυδιού. Με κάθε στρώμα που ξεφλουδίζουμε, παίρνουμε ένα άλλο κομμάτι του παζλ, το οποίο μαζί προσθέτει μια πλούσια και ποικίλη ιστορία. Τα επόμενα χρόνια και τις επόμενες δεκαετίες, περισσότερες ρομποτικές αποστολές θα μελετούν την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα του Κόκκινου Πλανήτη προετοιμάζοντας μια ενδεχόμενη αποστολή με πλήρωμα μέχρι τη δεκαετία του 2030.
Όλες αυτές οι αποστολές θα μας επιτρέψουν να μάθουμε περισσότερα για το πιο ζεστό, υγρό παρελθόν του Άρη και για το αν υπήρχε ή όχι εκεί κάποια στιγμή (ή ίσως, υπάρχει ακόμα!)
Περαιτέρω ανάγνωση: AGU , Journal of Geophysical Research