على الرغم من كونه هادئًا اليوم ، فقد شهد المريخ في يوم من الأيام الآلاف من الانفجارات البركانية على سطحه
الأرض كوكب نشط جيولوجيًا ، مما يعني أن الصفائح التكتونية والانفجارات البركانية لم تتوقف. يمتد هذا النشاط على طول الطريق إلى اللب ، حيث يولد العمل بين اللب الخارجي السائل واللب الداخلي الصلب مجالًا مغناطيسيًا كوكبيًا. وبالمقارنة ، يُعد المريخ مثالًا مثاليًا تقريبًا على كوكب 'الغطاء الراكد' ، حيث ظل النشاط الجيولوجي منذ مليارات السنين والسطح راكدًا منذ ذلك الحين.
ولكن كما يتضح من العديد من الجبال على سطح المريخ ، والتي تضم أعلى ارتفاع في المجموعة الشمسية (أوليمبوس مونس) ، كان الكوكب في يوم من الأيام مرتعًا للنشاط البركاني. وبحسب آخر دراسة تدعمها وكالة ناسا ، هناك دليل على حدوث الآلاف من 'الانفجارات الفائقة' في منطقة Arabia Terra في شمال المريخ قبل 4 مليارات سنة. حدثت هذه الانفجارات على مدار 500 مليون سنة وكان لها تأثير كبير على مناخ المريخ.
البحث الذي تم نشره مؤخرًا في رسائل البحث الجيوفيزيائي ، بقيادة الجيولوجي باتريك ويلي من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. وانضم إليه باحثون من جامعة ماريلاند ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، و مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (JHUAPL) ، وشركة استشارات الهندسة الجيوتقنية لانداو أسوشيتس .
تُظهر هذه الصورة التي التقطتها كاميرا Hi-RISE على كوكب المريخ المداري التابع لناسا عدة أحواض في أرض شبه الجزيرة العربية. المصدر: NASA / JPL-Caltech / جامعة أريزونا
هنا على الأرض ، يمكن للبراكين في بعض الأحيان أن تنتج ثورات بركانية تطلق كمية هائلة من الغبار والغازات السامة في الهواء ، وتحجب أشعة الشمس وتغير المناخ لعقود. عندما تحدث هذه الانفجارات ، فإنها تنفجر حوالي 10خمسة عشرلترات من الصخور والغازات المنصهرة عبر السطح وتنشر بطانية سميكة من الرماد تصل إلى عدة آلاف من الكيلومترات من موقع الانفجار. بدلاً من ترك بقايا جبلية ورائها ، تنهار براكين بهذا الحجم في حفرة عملاقة ('كالديرا') يمكن أن يبلغ قطرها عشرات الكيلومترات.
في شبه الجزيرة العربية ، على سطح المريخ ، كان وجود سبع كالديرا هو أول المؤشرات على أن المنطقة ربما استضافت ذات يوم براكين قادرة على الانفجارات البركانية الفائقة. في وقت من الأوقات ، اعتقد العلماء أنها كانت سلسلة من أحواض التصادم التي أنشأتها الكويكبات قبل مليارات السنين. ومع ذلك ، في عام 2013 ، نشر فريق من العلماء دراسة اقترحوا فيها أن هذه المنخفضات كانت في الواقع كالديرا.
وجادلوا بأن بعض المؤشرات الرئيسية تتضمن حقيقة أن المنخفض لم يكن مستديرًا تمامًا مثل الحفر ، والأرضيات والمقاعد الصخرية العميقة جدًا بالقرب من الجدران (علامات الانهيار). ويلي وفريقه ، والتي تضمنت مؤلفًا مشاركًا الكسندرا ماتيلا نوفاك (عالم بركاني مع JHUAPL) قرر التحقيق في هذا الاحتمال بشكل أكبر. لكن بدلاً من البحث عن البراكين بأنفسهم ، بحثوا عن علامات الرماد.
بالفعل ، كانت Matiella Novak تستخدم بيانات من مركبة استطلاع المريخ المدارية التابعة لناسا (MRO) للبحث عن علامات الرماد في مكان آخر على سطح المريخ. بعد الشراكة مع Whelley وفريقه ، بدأوا في البحث عن بيانات مماثلة في منطقة Arabia Terra. كما أوضحت ماتيلا نوفاك في بيان صحفي حديث لوكالة ناسا:
'لذلك اخترناها في تلك المرحلة وقلنا ، 'حسنًا ، هذه معادن مرتبطة بالرماد البركاني المتغير ، والتي تم توثيقها بالفعل ، لذلك سننظر الآن في كيفية توزيع المعادن لمعرفة ما إذا كانت اتبع النمط الذي نتوقع رؤيته من الانفجارات الفائقة. '
عالم ناسا جودارد والمؤلف الرئيسي باتريك ويللي ، بالقرب من موقع انفجار بركان أسكجا عام 1875. ائتمانات: جاكوب ريتشاردسون / ناسا جودارد
يعتمد نهجهم على عمل فريق بحث آخر ، والذي تعلم أيضًا من النظرية القائلة بأن أحواض أرض شبه الجزيرة العربية يمكن أن تكون كالديراس وحساب المكان الذي يمكن أن يستقر فيه الرماد الناتج عن الانفجارات الفائقة المحتملة في تلك المنطقة. وفقًا للنتائج التي توصلوا إليها ، كان من الممكن أن ينتقل الرماد في اتجاه الريح إلى الشرق ، حيث يتضاءل بعيدًا عن المركز مما تبقى من البراكين (أي كالديراس).
استخدام الصور من MRO's مطياف تصوير الاستطلاع المضغوط للمريخ (CRISM) ، بحث الفريق عن علامات المعادن على السطح وفي جدران الوادي والحفر على بعد مئات إلى آلاف الكيلومترات من كالديراس ، حيث كان من الممكن أن تحمل الرياح الرماد. في النهاية ، حددوا المعادن البركانية مثل المونتموريلونايت والإيموجولايت والألوفان التي تحولت إلى الطين بواسطة الماء.
ثم قاموا بوضع البيانات المعدنية على خريطة طبوغرافية تم إجراؤها باستخدام الصور التي التقطتها كاميرات MRO ، والتي أسفرت عن خريطة طبوغرافية ثلاثية الأبعاد لـ Arabia Terra. من هذا ، تمكن الفريق من رؤية طبقات الرماد محفوظة جيدًا في الرواسب الغنية بالمعادن ، بدلاً من اختلاطها بالرياح والمياه. كما توقع الفريق مسبقًا ، تم وضع الرماد في طبقات بنفس الطريقة التي كان من الممكن أن يكون بها لو كانت الرواسب جديدة.
قالت جاكوب ريتشاردسون ، الجيولوجي في ناسا جودارد الذي عمل مع ويللي ونوفاك:
'هذا عندما أدركت أن هذا ليس صدفة ، هذه إشارة حقيقية. نحن نرى في الواقع ما تم توقعه وكانت تلك أكثر اللحظات إثارة بالنسبة لي. سيقرأ الناس ورقتنا ويقولون ، 'كيف؟ كيف يمكن للمريخ أن يفعل ذلك؟ كيف يمكن لمثل هذا الكوكب الصغير أن يذيب ما يكفي من الصخور لتشغيل الآلاف من الانفجارات الفائقة في مكان واحد؟ 'آمل أن تجلب هذه الأسئلة الكثير من الأبحاث الأخرى'.
التقطت صورة الرماد البركاني في هاواي في 8 أبريلذ، 2008. ائتمانات: USGS
بناءً على حجم كل كالديرا ، قام نفس العلماء الذين اقترحوا أن Arabia Terra كانت نشطة بركانيًا في يوم من الأيام بحساب كمية المواد التي كان من الممكن أن يتم إطلاقها بواسطة كل ثوران بركاني كبير. سمحت هذه المعلومات لـ Whelley وزملائه بحساب عدد الانفجارات اللازمة لإنتاج كمية الرماد التي عثروا عليها وخلصوا إلى أن ما بين 1000 إلى 2000 انفجارات بركانية عملاقة حدثت على مدى 500 مليون سنة.
قال ويلي: 'كل واحدة من هذه الانفجارات البركانية كان لها تأثير كبير على المناخ - ربما كان الغاز المنطلق يجعل الغلاف الجوي أكثر سمكًا أو يحجب الشمس ويجعل الغلاف الجوي أكثر برودة'. 'سيكون لواضعي نماذج مناخ المريخ بعض الأعمال التي يتعين عليهم القيام بها لمحاولة فهم تأثير البراكين.'
بالإضافة إلى السؤال عن كيفية تأثير هذه البراكين على مناخ المريخ ، هناك أيضًا سؤال حول سبب تركيز العديد من الكالديرا في هذه المنطقة الواحدة. على الأرض ، تنتشر البراكين القادرة على الانفجارات الفائقة عبر الكوكب وتتعايش مع أنواع أخرى من البراكين. يحتوي المريخ على العديد من أنواع البراكين الأخرى ، مثل أوليمبوس مونس والجبال الثلاثة الرئيسية التي تشكل سلسلة ثارسيس مونتيس - أسكرايوس مونس وبافونيس مونس وأرسيا مونس.
حتى الآن ، تعد Arabia Terra المنطقة الوحيدة على سطح المريخ حيث تم العثور على أدلة على وجود براكين عملاقة. يثير هذا تساؤلات حول ما إذا كانت الكالديرا مركزة في مناطق هنا على الأرض ولكنها تآكلت جسديًا بمرور الوقت أو تحركت بسبب الصفائح التكتونية. في غضون ذلك ، يمكن لهذا البحث أيضًا إعلام الباحثين في المستقبل عن البراكين العملاقة على أجسام أخرى في نظامنا الشمسي.
على سبيل المثال ، يُعرف قمر المشتري آيو بإطلاقه القوي أعمدة الحمم البركانية يمكن أن تصل إلى 500 كيلومتر (310 ميل) في الفضاء. هناك أيضًا دليل على استمرار النشاط البركاني على كوكب الزهرة ، مما يخلق احتمال وجود كالديرا متجمعة في مناطق معينة. سيكون من الرائع رؤية الدور الذي يمكن أن تلعبه هذه العمليات الجيولوجية وغيرها في تطور الأجسام خارج كوكب الأرض.
قراءة متعمقة: ناسا و رسائل البحث الجيوفيزيائي
