Группа ученых под руководством Стива Раффа (Steve Ruff) из Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона определила, что загадочная богатая оливином коренная порода в кратере Гусева и в кратере Езеро на Марсе может представлять собой игнимбрит, который образуется из пепловых потоков в ходе катастрофических извержений из огромных вулканических кальдер.
Если предположение исследователей верно, это поможет объяснить происхождение богатых оливином коренных пород в других местах на Марсе, а также определить тип вулканизма, более распространенный в ранней истории Марса.
«Есть много идей о происхождении богатых оливином коренных пород, которые покрывают большую часть региона под названием Борозды Нила (Nili Fossae), включающий в себя кратер Езеро, — говорит Стив Рафф. — Это дебаты, которые продолжаются почти 20 лет». Обнажения коренных пород, богатых оливином, объединяют кратер Гусева, исследованный 16 лет назад марсоходом Spirit, и областью Борозд Нила, где марсоход Perseverance в настоящее время исследует кратер Езеро. В обоих местах отмечено самое высокое содержание оливина, когда-либо обнаруженное на Марсе. Сходство состава и морфологии богатых оливином пород заставляет предположить, что они образовались аналогичным образом.
Оливин — минерал магматического происхождения. Как на Земле, так и на Марсе он образуется в мантии планеты. Так что разумным объяснением появления богатых оливином пород может быть какой-то вулканический процесс. Но конкретные сценарии, предлагающиеся разными учеными, значительно отличаются: от разнообразных типов извержений до импактного события — удара астероида, высвободившего оливин из мантии.
Стив Рафф изучил изображения с микроскопа марсохода Spirit и заметил камни с необычной текстурой. Ученый обратился к онлайн-библиотеке с изображениями горных пород Земли и наткнулся на несколько вулканических пород с текстурами, удивительно похожими на марсианские образцы. «Это был момент озарения, — говорит Рафф. — Я видел в породах кратера Гусева такие же текстуры, как и в очень специфических вулканических породах, найденных здесь, на Земле». Горная порода оказалась игнимбритом. Такие породы образуются в результате потоков пирокластического пепла, пемзы и блоков в ходе крупнейших вулканических взрывов. «Представьте себе обволакивающее землю облако горячих газов и почти расплавленного пепла и пемзы, протекающее через ландшафт на десятки миль и накапливающееся слоями толщиной до сотен футов всего за несколько дней», — говорит ученый.
Извержения пепловых потоков были широко распространены в недалеком геологическом прошлом, но в настоящем не наблюдались человеком. Магматический расплав, попадающий на поверхность, вскипая, разрывается, и образуются раскаленные потоки обломков пемзы, вулканического стекла и других минералов, окруженные газовой оболочкой, которые с огромной скоростью движутся под уклон. Объем пепловых потоков может достигать десятков и сотен кубических километров. Наиболее близким к такому типу было извержение 6–9 июня 1912 года в районе вулкана Катмай на Аляске, когда из многочисленных трещин излился пепловый поток толщиной около 30 метров, распространившийся примерно на 25 км вниз по долине. Долина получила название «Десять тысяч дымов» из-за большого количества пара, выделявшегося долгое время из центральной части потока.
После извержения игнимбритовые отложения медленно остывают в течение месяцев или лет. Это приводит к появлению запутанной сети трещин, известных как швы остывания, которые образуются, когда толстые груды пепла и пемзы сжимаются. Рафф обнаружил очень похожие узоры трещин в богатых оливином отложениях на Марсе, что усилило доказательства происхождения марсианских игнимбритов. «Ранее никто не предлагал игнимбриты в качестве объяснения богатой оливином коренной породы на Марсе, — говорит Рафф. — И вполне возможно, что это та порода, по которой марсоход Perseverance ездил и брал пробы в течение прошлого года».
Исследование опубликовано в планетологическом журнале Icarus.
