A Marsot a csillagászok sokáig egy úgynevezett „pangó fedővel” rendelkező bolygóként tartották számon. Mivel a felszíne sosem töredezett mozgó tektonikus lemezekre – amelyek a Földön a vulkanizmust, az anyagkörforgást és a kontinensek kialakulását hajtják –, a tudósok többsége úgy vélte, hogy a vörös bolygón sosem voltak meg a feltételek egy igazán komplex földkéreg kialakulásához. A Nature Astronomy folyóiratban publikált legújabb tanulmány azonban most rácáfolt erre a dogmára: a mérések szerint a Mars belsejében is rendkívül összetett magmás fejlődés zajlott.

A kutatás a NASA InSight missziójának adatain alapul. A 2018-ban landolt leszállóegység által rögzített rengéshullámok (a marsi földrengések, azaz marsrengések, valamint a meteoritbecsapódások) elemzésével az Oxfordi Egyetem Földtudományi és Statisztikai Tanszékének munkatársai egy rejtélyes, nagyjából 24 kilométeres mélységben húzódó határvonalat vettek górcső alá. Ezt a kéreg alatti határt a korábbi vizsgálatok már azonosították, de eddig senki sem tudta megmondani, pontosan mit is takar – hívja fel a figyelmet a Phys.org.

Két teljesen eltérő világ a mélyben

Hogy kiderítsék az igazságot, a kutatócsoport termodinamikai modellezéssel és statisztikai módszerekkel több száz lehetséges kőzetösszetételt vetett össze a begyűjtött szeizmikus adatokkal. Az eredmények alapján a 24 kilométeres határvonal alatti fizikai tulajdonságok kizárólag az úgynevezett „ultramafikus” (vasban és magnéziumban gazdag, de szilícium-dioxidban szegény) kőzetekkel egyeztek meg. A határvonal feletti rész viszont már a nagyobb szilícium-dioxid-tartalmú, „mafikus” kőzetek jellemzőit mutatta.

A szakemberek szerint ez a mélyben megbúvó, kettős réteg valószínűleg úgy alakult ki, hogy az olvadt kőzet a felszín alatt felgyülemlett, majd lassan különböző anyagokra vált szét. A sűrű kristályokból felépülő, olvadékvesztett ultramafikus kumulátumréteg a kéreg alján maradt, míg a könnyebb, úgynevezett fejlettebb olvadékok felfelé vándoroltak. Érdekesség, hogy a Földön nagyon hasonló folyamatok zajlanak a vulkáni ívek alatt – mi több, ezek szorosan kapcsolódnak a kontinensek kialakulásához.

Eddig úgy gondoltuk, hogy a marsi vulkanizmus meglehetősen egyszerű volt a földihez képest. Ez a felfedezés azonban azt sugallja, hogy a Marson is működhettek hatalmas, hosszú életű rendszerek, ahol az olvadt kőzet az egész kéregben átalakult és újrahasznosult

– magyarázta Dr. Tobermory Mackay-Champion, a tanulmány vezető szerzője.

A kutató hozzátette: a felismerés izgalmas kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban is, hogy a Naprendszeren túli kőzetbolygókon mennyire lehetnek gyakoriak az ilyen és ehhez hasonló komplex, felszín alatti hálózatok.

Megdőlt az elszigetelt vulkánok mítosza

A tanulmány továbbá rámutat, hogy ez az eltemetett magmaréteg a Mars északi féltekéjén akár több száz vagy több ezer kilométer hosszan is elnyúlhat. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a vörös bolygó egykor nem csupán egyszerű, elszigetelt vulkánoknak, hanem gigantikus, a kéreg több szintjét összekötő magmarendszereknek adott otthont. Ezt a jelenséget korábban a kutatók kizárólag a Földre tartották jellemzőnek.

Ezek a mélyben zajló geológiai folyamatok szorosan összefüggnek azzal, hogyan alakul ki egy bolygó légköre, óceánja és ezáltal potenciálisan lakható környezete. A Földön például az ilyen geológiai újrahasznosítás segít a klíma szabályozásában, és fenntartja a víz, valamint más illékony elemek hosszú távú körforgását. A tudósok sokáig meg voltak győződve arról, hogy mindehhez elengedhetetlen a tektonikus lemezek aktív mozgása. Az új marsi eredmények viszont most arra utalnak, hogy a bolygók földi típusú lemeztektonika nélkül is képesek lehetnek összetettebb, differenciált kérget kialakítani, és akár fenntartani az élethez esetlegesen szükséges körülményeket.

Ahogy Prof. Jon Wade, a kutatás társszerzője fogalmazott: „A bolygótudomány egyik legnagyobb kérdése, hogy a Föld egyedi-e. Ha a Mars lemeztektonika nélkül is képes volt ilyen komplex kérget kifejleszteni, akkor talán a lakhatósághoz szükséges feltételek is több bolygón kialakulhatnak, mint ahogy azt eddig sejtettük – köztük olyanokon is, amelyeket a méretük vagy a tektonikus aktivitásuk hiánya miatt korábban már egyértelműen leírtunk”.

(Borítókép: Science Photo Libra  / Getty Images)