Дълго време се смяташе, че Марс е геологически по-прост от Земята. На Червената планета липсват движещите се тектонични плочи, които образуват планини, предизвикват вулканизъм и постоянно променят земната кора. Учените предполагаха, че Марс не би могъл да развие толкова сложна вътрешна структура.

Но ново проучване оспорва тази картина. Изследователи от Оксфордския университет са открили доказателства, че огромни, взаимосвързани системи от разтопена скала може някога да са съществували дълбоко под повърхността на Марс, което е позволявало на магмата да се движи, да променя състава си и частично да се преработва в земната кора – всичко това без класическия механизъм на тектониката на плочите.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature Astronomy.

Мистериозна граница на дълбочина 24 километра

Основната улика за учените дошла от мисията InSight на НАСА. Спускаемият апарат, който работи на Марс от 2018 г., бил оборудван със сеизмометър. Той регистрирал не само марсотруси, но и вълни, генерирани след падане на метеороиди.

В тези данни изследователите забелязали необичайна граница на около 24 километра под повърхността на планетата. Тя е била забелязана и преди, но произходът ѝ не е бил точно обяснен.

Екипът от Оксфорд използва термодинамично моделиране и статистически анализ, за ​​да сравни сеизмичните наблюдения със стотици възможни състави на марсиански скали. Резултатите били доста ясни.

Скалите под тази граница се обясняват най-добре с наличието на ултрамафични скали, които са богати на желязо и магнезий, но с ниско съдържание на силициев диоксид. Слоят отгоре е по-съвместим с мафични скали, които са с по-високо съдържание на силициев диоксид. Тази разлика може да е един вид „отпечатък“ на древни процеси във вътрешността на Марс.

Магмата може да работи като огромен подземен конвейер

Изследователите предполагат, че някога под марсианската кора са се натрупвали големи обеми разтопена скала. С охлаждането на магмата тя е започнала да се отделя. По-тежките кристали, богати на желязо и магнезий, са потъвали на дъното. По-леките, по-еволюирали стопилки, напротив, са се издигали до горните части на кората.

Този механизъм е познат на Земята. Той може да се случи под вулканични дъги и играе важна роля във формирането на сложна континентална кора. Това е, което прави откритието особено интересно. Преди се смяташе, че мащабни системи от този тип изискват активна тектоника на плочите. Марс показва, че има и друг начин.

„Традиционно вярвахме, че вулканизмът на Марс е сравнително прост в сравнение с този на Земята“, казва водещият автор Тобермори Маккей-Чемпион.

Според него, новите данни показват възможността за дългоживеещи системи на Марс, в които магмата би могла да еволюира и да се преработва в цялата земна кора.

Цяла магмена система под повърхността?

Най-интересният въпрос сега е мащабът на това явление. Според изследователите, откритият дълбок слой може да се простира на стотици или дори хиляди километри под северното полукълбо на Марс.

Ако бъдещи изследвания потвърдят това, картината на миналото на Червената планета ще се промени значително. Марс не може да бъде просто свят с отделни вулкани, които от време на време изригват магма на повърхността, а планета с огромна взаимосвързана система от подземни магматични процеси. Този механизъм се нарича транскрустален магматизъм – когато магмата активно се движи и еволюира на различни нива на планетарната кора. Досега подобни процеси до голяма степен се свързваха със Земята.

Защо това е важно за търсенето на живот?

На пръв поглед откритието се отнася само до геологията на Марс. Всъщност, неговите последици биха могли да бъдат много по-широки.

На Земята вътрешните процеси на планетата влияят на атмосферата, океаните и дългосрочните цикли на материята. Тектониката на плочите помага за преместването на въглерод, вода и други летливи елементи между повърхността и вътрешността на планетата. Поради това активната геология често се разглежда като един от факторите, които спомагат за поддържането на благоприятни за живот условия в продължение на милиарди години.

Ако Марс наистина е успял да образува сложна кора без тектоника на плочите, това предполага, че Земята може да не е толкова уникална, колкото се смяташе досега. С други думи, една планета може да не се нуждае непременно от тектониката на плочите на Земята, за да образува сложна геоложка система.

Това променя начина, по който гледаме на далечните планети

Откритието има значение отвъд Марс. То би могло да повлияе на начина, по който астрономите оценяват потенциално обитаеми светове извън Слънчевата система.

Преди липсата на тектонична активност може би е била основателна причина да се смята една малка скалиста планета за по-малко обещаваща. Но ако сложната геология може да възникне по други начини, списъкът с потенциално интересни светове може да стане много по-дълъг.

„Един от големите въпроси в планетарната наука е дали Земята е уникална“, обясни съавторът професор Джон Уейд.

Ако Марс е успял да създаде сложна кора без тектоника на плочите, тогава условията, необходими за появата на обитаема среда, биха могли да се образуват на много по-голям брой планети, отколкото се смяташе досега.

Марс далеч не разкрива всичките си тайни

Мисията InSight даде на учените първия наистина подробен поглед върху вътрешността на Марс и изглежда, че дори след края на мисията, данните от нея продължават да дават изненадващи открития.

Изследователите вече разполагат с убедителен модел, но не и с окончателна карта, на вътрешните магматични системи на планетата. Необходими са нови сеизмични наблюдения и други изследователски методи, за да се определи докъде се простира откритата структура.

Но основният извод е доста необичаен: Марс може никога да не е имал нужда от тектоника на плочите, за да се превърне в геологично сложен свят. Това отваря нова перспектива не само за миналото на Червената планета, но и за това къде другаде във Вселената биха могли да съществуват условия, способни да поддържат сложни планетарни системи.