Alcuni vulcani possono produrre eruzioni vulcaniche così potenti da rilasciare oceani di polvere e gas tossici nell’aria, bloccando la luce solare e alterando il clima del pianeta per decenni. Studiando la topografia e la composizione minerale di parte della regione della penisola arabica nel nord di Marte, gli scienziati hanno recentemente trovato prove di migliaia di queste eruzioni vulcaniche, o “super eruzioni”, le più violente eruzioni vulcaniche conosciute.

Soffiando nell’aria vapore acqueo, anidride carbonica e anidride solforosa, queste eruzioni hanno squarciato la superficie di Marte per un periodo di 500 milioni di anni, circa 4 miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno riportato questa stima in un articolo pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca geofisica A luglio 2021.

“Ognuna di queste eruzioni ha avuto un impatto climatico significativo – forse il gas rilasciato sta rendendo l’atmosfera più densa o oscurando il sole e rendendo l’atmosfera più fresca”, ha affermato Patrick Wylie, geologo presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. che ha condotto l’analisi Arabia Terra. “I modellisti del clima di Marte avranno del lavoro da fare per cercare di capire l’effetto dei vulcani”. Dopo aver fatto esplodere l’equivalente di 400 milioni di piscine olimpioniche di roccia e gas fuso sulla superficie, spargendo uno spesso strato di cenere. A migliaia di chilometri dal luogo dell’eruzione, un vulcano di queste dimensioni collassa in un gigantesco cratere chiamato caldera. Le caldere, che si trovano anche sulla Terra, possono essere larghe decine di miglia. Le sette caldere della penisola arabica sono state le prime esplosioni che potrebbero aver ospitato vulcani capaci di eruzioni supervulcaniche.

In precedenza ritenuti depressioni lasciate dagli impatti di asteroidi su Marte miliardi di anni fa, gli scienziati hanno suggerito per la prima volta in uno studio del 2013 che questi bacini fossero caldere vulcaniche. Notarono che non erano rotondi come i crateri e presentavano alcuni segni di collasso, come pavimenti molto profondi e banchi rocciosi vicino alle pareti.

“Abbiamo letto quel documento ed eravamo interessati a seguirlo, ma invece di cercare i vulcani stessi, abbiamo cercato la cenere, perché non puoi nascondere questa prova”, ha detto Willie.

Willey e i suoi colleghi hanno avuto l’idea di cercare prove di cenere dopo aver incontrato Alexandra Matila Novak, una vulcanologa del Johns Hopkins Laboratory of Applied Physics a Laurel, nel Maryland. Matila Novak stava già utilizzando i dati del Mars Exploration Orbiter della NASA per trovare cenere altrove su Marte, quindi ha collaborato con Willie e il suo team per cercare specificamente nella penisola arabica.

L’analisi del team ha seguito il lavoro di altri scienziati che in precedenza avevano suggerito che i minerali trovati sulla superficie della penisola arabica fossero di origine vulcanica. Un altro gruppo di ricerca, avendo appreso che i bacini della Terra Araba potrebbero essere delle caldere, calcolò dove in quella regione si sarebbe depositata la cenere di potenziali super eruzioni: viaggiando sottovento, verso est, sarebbe meno lontano dal centro dei vulcani, oppure in questo caso, il resto di loro – caldere.

“Quindi l’abbiamo raccolto a quel punto e abbiamo detto: ‘Ok, OK, questi sono minerali associati alla cenere vulcanica variabile, che sono già stati documentati, quindi ora vedremo come i minerali sono distribuiti per vedere se seguono il modello che ci aspettiamo di vedere dalle super eruzioni'”, ha detto Mattila Novak.

Il team ha utilizzato le immagini del Mars Reconnaissance Compressed Imaging Spectrometer di MRO per identificare i minerali sulla superficie. Guardando le pareti di canyon e crateri a centinaia o migliaia di miglia dalla caldera, dove la cenere sarebbe stata trasportata dai venti, hanno identificato minerali vulcanici che sono stati trasformati in argilla dall’acqua, tra cui montmorillonite, immogolite e allophane. Quindi, utilizzando le immagini delle telecamere MRO, il team ha disegnato mappe topografiche 3D della Terra araba. IMPOSTANDO minerale Con i dati sulle mappe topografiche delle valli e dei pozzi analizzati, i ricercatori hanno potuto vedere nei sedimenti ricchi di minerali che gli strati di cenere erano ben conservati: invece di essere mescolati dal vento e dall’acqua, la cenere era stratificata nello stesso modo in cui sarebbe stato quando era fresco.

“È stato allora che ho capito che non era una coincidenza, è un vero segnale”, ha detto Jacob Richardson, un geologo della NASA Goddard che ha lavorato con Willie e Novak. “In realtà abbiamo visto cosa ci si aspettava e quello è stato il momento più emozionante per me”.

Gli stessi scienziati che hanno originariamente identificato la caldera nel 2013 hanno calcolato la quantità di materiale eruttato dai vulcani, in base alle dimensioni di ciascuna caldera. Queste informazioni hanno permesso a Whelley e ai suoi colleghi di calcolare il numero di eruzioni necessarie per produrre lo spessore della cenere che hanno trovato. Si scopre che ci sono state migliaia di eruzioni vulcaniche, ha detto Wylie.

Una domanda rimasta è come un pianeta potrebbe avere un solo tipo di vulcano sparso nella regione. Sulla Terra, i vulcani capaci di eruzioni supervulcaniche – la più recente eruzione di 76.000 anni fa a Sumatra, in Indonesia – sono sparsi in tutto il mondo e si trovano nelle stesse aree di altri tipi di vulcani. Marte ha anche molti altri tipi di vulcani, incluso il vulcano più grande del Sistema Solare, chiamato Olympus Mons. L’Olympus Mons è 100 volte più grande del vulcano più grande della Terra a Mauna Loa nelle Hawaii, noto come “Scudo” vulcano, “che drena la lava giù da una montagna in leggera pendenza. L’Arabia Tira ha finora l’unica prova di vulcani esplosivi su Marte.

È possibile che le eruzioni ipervulcaniche siano state concentrate in aree della Terra ma siano state erose fisicamente e chimicamente o spostate in tutto il mondo mentre i continenti cambiavano a causa della tettonica a zolle. Questi tipi di vulcani in eruzione si possono trovare anche nelle regioni della luna Io di Giove o possono raggrupparsi su Venere. In ogni caso, Richardson spera che Arabia Terra insegni agli scienziati qualcosa di nuovo sui processi geologici che aiutano a modellare i pianeti e le lune.

“Le persone leggeranno il nostro giornale e diranno: ‘Come?’ Come può farlo Marte? Come può un pianeta così piccolo sciogliere abbastanza rocce da alimentare migliaia di super rocce? scoppi in un posto? “.” Spero che queste domande portino a molte ulteriori ricerche.