Tänapäeval on hästi aru saada, et Marss on külm, kuiv ja geoloogiliselt surnud planeet. Miljardite aastate eest, kui ta oli veel noor, oli planeedi tihedam atmosfäär ja selle pinnal oli vedel vesi. Miljoneid aastaid tagasi koges see ka märkimisväärsel hulgal vulkaanilist aktiivsust, mille tagajärjel kujunesid välja selle massilised omadused - nagu näiteks Päikesesüsteemi suurim vulkaan Olympus Mons.
Kuni viimase ajani on teadlased mõistnud, et Marsi vulkaaniline aktiivsus on ajendatud muudest allikatest peale tektoonilise liikumise, mida planeedil pole olnud miljardeid aastaid. Pärast Marsi kivimiproovide uurimist järeldas Suurbritannia ja USA teadlaste meeskond, et igavesti tagasi oli Mars Marss vulkaaniliselt aktiivsem, kui seni arvati.
Nende uurimus pealkirjaga “Marsi impulsi võtmine Plume toidetud vulkaani tutvumise kaudu” ilmus hiljuti teadusajakirjas Looduskommunikatsioon. Šoti ülikoolide keskkonnauuringute keskuse (SUERC) ja Glasgow ülikooli geograafiliste ja maateaduste kooli teadlaste Benjamin Coheni juhitud töörühm analüüsis Marsi vulkaanilise mineviku analüüsi, kasutades selleks Marsi meteoriitide proove.
Maa peal toimub suurem osa vulkaanilisusest plaaditektoonika tagajärjel, mille põhjuseks on konvektsioon Maa vahevöös. Kuid Marsil on suurem osa vulkaanilisest aktiivsusest tingitud vahevööst, mis on kõrgelt lokaliseeritud magma tõusud, mis tõusevad vahevöö sügavusest. Selle põhjuseks on asjaolu, et Marsi pind on viimase paari miljardi aasta jooksul püsinud staatiline ja jahe.
Seetõttu kasvavad Marsi vulkaanid (ehkki morfoloogiliselt sarnased Maal asuvate vulkaanide kaitsekilpidega) palju suuremateks mõõtmeteks kui Maal. Näiteks Olympus Mons pole mitte ainult suurim kilp-vulkaan Marsi peal, vaid ka suurim Päikesesüsteemis. Arvestades, et Maa kõrgeim mägi - Mt. Everest - on 8 848 meetrit (29,029 jalga), Olympus Mons on umbes 22 km pikk.
Uuringu huvides kasutasid dr Cohen ja tema kolleegid radioskoopilisi tutvumistehnikaid, mida tavaliselt kasutatakse Maal asuvate vulkaanide vanuse ja purse määra määramiseks. Selliseid tehnikaid pole aga Marsi kilpide vulkaanide jaoks varem kasutatud. Selle tulemusel oli meeskonna tehtud uuring Marsi meteoriidiproovidest esimene üksikasjalik analüüs Marsi vulkaanide kasvukiiruse kohta.
Neid kuut uuritud proovi tuntakse nakhliitidena, mis on Marsi meteoriidi klass, mis moodustus basaalsest magmast umbes 1,3 miljardit aastat tagasi. Need tulid Maale umbes 11 miljonit aastat tagasi pärast seda, kui nad olid Marsi pinnalt kokkupõrke tagajärjel plahvatanud. Marsi meteoriitide analüüsiga suutis meeskond leida umbes 90 miljoni aasta väärtuses uut teavet Marsi vulkaanilise mineviku kohta.
Nagu dr Cohen Glasgow ülikooli pressiteates selgitas:
"Me teame varasematest uuringutest, et nakhliidi meteoriidid on vulkaanilised kivimid ja vanuse tutvustamise tehnika areng viimastel aastatel muutis nakhliidid täiuslikeks kandidaatideks, kes aitavad meil rohkem teada saada Marsi vulkaanide kohta."
Esimene samm oli näidata, et kivimiproovid olid tõepoolest marsi päritolu, mida meeskond kinnitas, mõõtes nende kokkupuudet kosmogeense kiirgusega. Selle põhjal tegid nad kindlaks, et kivid saadeti Marsi pinnalt välja 11 miljonit aastat tagasi, tõenäoliselt Marsi pinnale sattunud kokkupõrke tagajärjel. Seejärel rakendasid nad ülitäpse radioskoopilise tehnika, mida nimetatakse 40Ar /39Ar tutvumine.
See koosnes väärisgaasi massispektromeeri kasutamisest proovides kogunenud argooni koguse mõõtmiseks, mis on kaaliumi loodusliku radioaktiivse lagunemise tulemus. Sellest suutsid nad saada 90 miljoni aasta väärtuses uut teavet Marsi pinna kohta. Nende analüüsi tulemused näitasid, et Maa ja Marsi vahel on vulkaanilises ajaloos olulisi erinevusi. Nagu dr Cohen selgitas:
„Leidsime, et nakhliidid moodustusid 90 miljoni aasta jooksul vähemalt neljast purskest. See on vulkaani jaoks väga pikk aeg ja palju pikem kui maapealsete vulkaanide kestus, mis on tavaliselt aktiivsed vaid paar miljonit aastat. Ja see ainult kraabib vulkaani pinda, kuna löögikraater oleks välja heitnud vaid väga väikese koguse kivimit - seega pidi vulkaan olema kauem aktiivne olnud. ”
Lisaks suutis meeskond ka kitsendada, millistest vulkaanidest nende kiviproovid tulid. Varasemad NASA läbi viidud uuringud paljastasid mitu potentsiaalse nakhliidi allikakraatri kandidaati. Vaid üks nendest asukohtadest vastas tulemustele vulkaanipurske vanuse ja mõju osas, mis oleks proovid kosmosesse väljunud.
See konkreetne kraater (mida praegu ei nimetata) asub Elysium Planitia nime kandvatel vulkaanilistel tasandikel, umbes 900 km (560 miili) kaugusel Elysium Monsi vulkaani tipust - see on 12,6 km (7,8 miili) kõrge. See asub ka umbes 2000 km (1243 mi) põhja pool, kus praegu asub NASA Curiosity rover. Nagu Cohen selgitas, on NASA-l selle konkreetse kraatri kohta imeliselt detailsed satelliidipildid.
"Selle laius on 6,5 km ja sellest on säilinud prahi kiirtekiirgus," ütles ta. „Ja me saime kraatri seintel näha mitmeid horisontaalseid ribasid - mis näitavad, et kivid moodustavad kihte, kusjuures iga kihti tõlgendatakse eraldi laavavooluna. See uuring on suutnud anda selgema pildi nakhlite meteoriitide ajaloost ja sellest omakorda Päikesesüsteemi suurimatest vulkaanidest. ”
Tulevikus selgitavad proovi tagasipöördumine ja meeskonnaga seotud missioonid Marsile seda pilti veelgi. Arvestades, et Mars, nagu Maa, on maapealne planeet, parandab selle geoloogilise ajaloo kohta kõik, mida me suudame, lõppkokkuvõttes meie mõistmist, kuidas Päikesesüsteemi kivised planeedid moodustusid. Lühidalt, mida rohkem me teame Marsi vulkaanilisest ajaloost, seda rohkem saame teada päikesesüsteemi kujunemise ja arengu kohta.
