Změnil se na Marsu v oblasti Tharsis vulkanismus z explozivního na výlevný?

Většina sopek, které byly do současnosti zkoumány na povrchu Marsu, představují tělesa vzniklá výlevným vulkanismem, tedy procesem, během kterého se magma vylévá na povrch v podobě lávových proudů. Takto vzniklé sopky se mohou významně lišit ve své velikosti, od obřích (např. Olympus Mons), až po mnohem menší tělesa s průměrem do několika kilometrů. Důkazy o explozivním vulkanismu, tedy procesu, během kterého je magma trháno na drobné úlomky, tzv. pyroklasty, jsou na povrchu Marsu mnohem méně četné. Při pohledu na povrch bychom tak snadno mohli dojít k závěru, že výlevný vulkanismus byl dominantním stylem sopečné činnosti. Obzvláště v oblasti Tharsis, kde se nachází řada sopek a rozsáhlých sopečných plání vzniklých právě tímto sopečným stylem. Nicméně když zvážíme podmínky panující na povrch rudé planety, je takový závěr překvapující. Explozivní vulkanismus by měl totiž být vlivem nižšího atmosférického tlaku panujícího na Marsu mnohem více častý, než je tomu na Zemi a než výsledky pozorování povrchu rudé planety napovídají. Z toho důvodu se snažíme hledat na Marsu stopy sopečné činnosti, které by tento pohled změnily a tento rozpor teorie s pozorováním vysvětlily. Jednou z možností, jak toho dosáhnout, je zaměřit se na hledání sypaných kuželů – druhu sopek vznikající explozivními erupcemi, během kterých se postupně do okolí ukládají úlomky pyroklastického materiálu v podobě charakteristického kužele.

Samotná pozorování projevů explozivního vulkanismu na Marsu jsou značně vzácná, nicméně existují. Většinou jsou vázány do oblastí výskytu prastaré kůry na jižní polokouli. Nejlepším příkladem jsou sopky Hadriaca a Tyrrhena Paterae ležící na okraji impaktní pánve Hellas. Stáří těchto sopek přesahuje 3,5 miliardy let a vznikly tedy relativně brzy v historii Marsu. Svahy těchto sopek jsou tvořeny snadno erodovatelným materiálem, pravděpodobně úlomky pyroklastů. Další oblastí, kde se pyroklastický materiál nejspíše nachází, je oblast Medussea Fossae. Při průzkumu této oblasti radarem jsme totiž získali odraz, který neodpovídá kompaktní hornině, ale něčemu velice poréznímu. Tento závěr je ve shodě i s přímými pozorováními dokládající materiál, který snadno rozruší i foukající vítr.  Ani jedno z těchto pozorování není ale vázáno na oblast Tharsis, přes 4 000 km rozsáhlou sopečnou provincii tyčící se do výšky několika kilometrů nad okolní pláně a ani jedno z nich nevytváří malá sopečná tělesa. Ze Země ale víme, že explozivní vulkanismus nevytváří jen mocné uloženiny pyroklastického materiálu, či velké sopky, naopak, nejčastěji vznikají tělesa o šířce jen několika stovek metrů, sypané kužele. Ty můžeme nalézt ve všech možných tektonických režimech, kde vytvářejí jak sopečná pole o desítkách až stovkách jedinců tak i parazitické kužele na svazích větších sopek. A jejich přítomnost bychom tak měli očekávat i na povrchu Marsu.

Pohled na sopku Hadriaca Patera ležící na jižní polokouli Marsu, u které se předpokládá, že je tvořena pyroklastickým materiálem. povšimněte si, jak snadno jsou svahy sopky modifikovány pozdějšími procesy vypovídající o nesoudržném materiálu. NASA, upraveno Chmee2, licence Volné dílo.

Paradoxně však pozorování sypaných kuželů na povrchu Marsu jsou velice řídká. Zdá se, že nejsou tak široce rozšířeny jako na Zemi. Samozřejmě je nutné brát na zřetel variantu, že naše neschopnost jejich objevení mohla být spojena s nedostatečným rozlišením fotografií, které jsme měli pro hledání k dispozici. Skutečně, na fotografiích pořízených sondami Viking I a Viking II bylo jasné prokázání existence sypaných kuželů na Marsu značně problematické. Tato tělesa jsou totiž často příliš malá, aby byla na fotografiích dobře viditelná. Ale tohle již neplatí. Jak totiž k Marsu zamířily nové sondy (např. americká Mars Reconnaissance Orbiter, či evropská Mars Express atd.), dostali jsme možnost zkoumat Mars s neuvěřitelným rozlišením desítek centimetrů až prvních metrů na pixel. To je zcela dostatečné rozlišení k tomu, abychom byli schopni tyto sopky na povrchu Marsu nalézt, pokud zde existují. Naše znalosti o jejich výskytu se skutečně rozrostly, ale i přes dílčí úspěchy by se sopečná pole tvořená sypanými kužely daly spočíst na prstech jedné ruky. Známá pole se nachází v kaldeře sopky Ulysses Patera, na svazích štítové sopky Pavonis Mons, uvnitř chaotického terénu Hydraotes Chaos a to byly do nedávné doby vlastně všechny známé lokality. V roce 2011 se ale povedlo objevit další sopečné pole obsahující sypané kužele, pole Ulysses Colles. Toto pole se nachází v severozápadní části Tharsis a je tvořeno 29 kužely v různém stupni eroze. Některé jsou téměř zničeny, jiné mají téměř ideální tvar. V některých případech jsou kužele doprovázeny krátkými lávovými proudy dokládající, že sopky si prožily jak explozivní, tak i výlevnou fázi sopečných erupcí. Na výlevné činnosti by nebylo zas tolik zajímavého, všude v širším okolí můžeme pozorovat desítky malých štítových sopek (tzv. low shield volcanoes) a prasklin, ze kterých se do okolí valila láva, nicméně krátké lávové proudy pomáhají potvrdit sopečný původ těchto kuželovitých těles. A na druhou stranu právě explozivní část jejich vzniku je nesmírně zajímavá. A to hlavně ve spojitosti s místem, kde se objevené kužele nachází.

Pohled na jižní část sopečného pole Ulysses Colles v oblasti Tharsis. Fotografie pořízená kamerou CTX, NASA/JPL Mars Reconnaissance Orbiter/Chmee2 licence Volné dílo.

Sopky totiž leží na části staré popraskané kůry vyčnívající nad okolní lávou zaplavené pláně. Oblast tak vlastně vyčnívá několik stovek metrů nad mladší povrch. Tato popraskaná kůra tak představuje okno do minulosti, kde můžeme spatřit starší povrch Tharsis před tím, než byl před několika desítkami až stovkami miliónů let překryt mladším výlevným vulkanismem výrazně pozměňující tvář Tharsis. Z datování sypaných kuželů v oblasti Ulysses Colles (za pomoci počítání impaktních kráterů) se zjistilo, že kužele musí být mnohem starší než okolní lávové výlevy. Vznikly totiž někdy v intervalu před 440 milióny až 1,5 miliardami let. Nabízí se tak možnost, že tyto sopky představují ojedinělý doklad o stylu sopečné činnosti v dávné době. Doklad, který nebyl později zničen mladším vulkanismem s rozdílnými vlastnostmi. Neukazuje nám zde tak Tharsis svou starší tvář?

Ulysses_Fossae

Regionální pohled na oblast. Červená barva značí výše položené oblasti, žlutá nižší. Na snímku je patrné, jak hladké sopečné pláně překryly starší popraskanou kůru. Zdroj MOLA/NASA, licence Volné dílo.

Je to možné. Explozivní vulkanismus mohl být dříve v oblasti Tharsis mnohem více rozšířen než si dnes myslíme. Důkazy o jeho přítomnosti mohly být nejspíše zničeny/překryty lávovými proudy mladšího výlevného vulkanismu. Toto pozorování tomu totiž napovídá. Na druhou stranu musíme mít na paměti, že se jedná o závěr založený jen na jednom případu (i když s podobným závěrem souhlasí i výskyt malých sopek v oblasti Noctis Labyrintus opět ležících na staré popraskané kůře). Bohužel ale současná vědecká data neumožňují spatřit, co se nachází pod povrchem lávových proudů. Nemáme tak možnost potvrdit či vyvrátit tuto hypotézu. A ani nemůžeme  doufat, že by se to v blízké době podařilo. Detailní seismická data, s jejichž pomocí by se dalo prosvítit podloží, totiž jen tak k dispozici nebudou…

Napsat komentář