Происхождение Марса, его эволюция и история — вот основные цели всех экспедиций летательных аппаратов к нему. И орбитальные облеты, и передвижения роверов по поверхности Красной планеты позволили ученым сильно продвинуться в понимании этих процессов.
Шестнадцать лет назад марсоход Спирит (Spirit) обнаружил силикатный минерал оливин и карбонаты в кратере Гусева. Недавно аналогичное открытие сделал марсоход Персевиренс (Perseverance) в области Nile Fosse, содержащей кратер Езеро (Jezero). В обоих регионах концентрация оливина самая высокая из всех, до сих пор найденных на Марсе.
О происхождении этих пород уже два десятилетия спорят ученые. Существует множество гипотез, объясняющих их появление. По-видимому, оливин происходит из магмы, возникающей в мантии Марса ровно так же, как на Земле. Поэтому логично думать, что появление его на Марсе связано с каким-либо вулканическим процессом.
Команда исследователей под руководством профессора Стива Раффа (Steve Ruff) из Школы земных и космических исследований Университета штата Аризона вновь проанализировала данные нескольких миссий. Орбитальные аппараты дали спектры регионов, а микроскопические камеры роверов позволили сделать микрофотографии поверхности пород.
Ученые установили, что богатые оливином породы вокруг кратеров Гусева и Jezero могут быть вулканическими осадочными породами, образовавшимися в результате катастрофических взрывных извержений вулканов. Необычная текстура марсианских пород имеет аналоги среди очень специфических пород на Земле. Это игнимбриты, которые формируются из многокилометровых потоков горячих газов, почти расплавленного пепла, пемзы и гравия при самых мощных извержениях на Земле.
Игнимбриты застывают в течение нескольких дней в слои в сотни метров толщиной, а затем медленно охлаждаются месяцы и годы. Это и приводит к их специфической микроморфологии из-за растрескивания при сжатии. На Земле игнимбриты находят, к примеру, на западе США, в Йеллоустонском национальном парке. Это желтые породы массивной вулканической кальдеры, которые сформировались около двух миллионов лет назад.
На Марсе расположен самый большой вулкан в Солнечной системе, здесь же существовали и лавовые потоки, покрывающие громадные регионы. Но игнимбриты есть только в определенных районах. На Земле оливиновый состав необычен для большинства вулканов, он характерен лишь для самых старых из них.
Профессор Рафф считает, что для полного подтверждения и уточнения деталей образования пород надо доставить их образцы на Землю. Это помогло бы понять природу извержений в начале истории планеты, а также объяснить существование других регионов с оливинами на Марсе. В будущем Рафф с командой надеются протестировать гипотезу появления оливинов при последовательном осаждения вулканического пепла. Однако профессор считает, что игнимбриты могли образоваться при гораздо более энергичных процессах, то есть при взрывах.