La NASA confirme des milliers de “super éruptions” volcaniques massives et violentes sur Mars

La NASA confirme des milliers de "super éruptions" volcaniques massives et violentes sur Mars
Cendres volcaniques à Hawaï

Photographie de cendres volcaniques brûlant des poumons prise à Hawaï le 8 avril 08. Crédit : United States Geological Survey

Les scientifiques ont découvert des preuves qu’une région du nord Mars appelé Persia Terra a connu un grand nombre de «super éruptions», les plus grandes lésions volcaniques connues, sur une période de 500 millions d’années.

Certains volcans produiront des éruptions si efficaces qu’elles libèrent des mers de poussière et des gaz toxiques dans l’air, bloquant la lumière du soleil et modifiant l’environnement d’une planète pendant des décennies. En apprenant la topographie et la composition minérale de la partie de la région Persia Terra dans le nord de Mars, les chercheurs ont récemment trouvé la preuve de milliers de ce type d’éruptions, ou « super éruptions », qui sont les explosions scéniques les plus violentes connues.

En crachant de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufre dans le flux d’air, ces explosions ont traversé la surface martienne sur une période de 500 millions d’années il y a environ 4 milliards de dollars. Les scientifiques ont documenté cette estimation dans un article publié dans la revue Caractères de recherche géophysique avant juillet 2021.

“Chacune de ces lésions aurait eu un impact important sur le climat – peut-être que le gaz lancé a rendu l’atmosphère plus épaisse ou même bloqué le Soleil et a rendu l’environnement plus froid”, a déclaré Patrick Whelley, géologue à Nasa Goddard Area Flight Center de Greenbelt, dans le Maryland, qui semble avoir dirigé l’analyse Persia Terra. « Les modélisateurs de l’environnement martien auront une fonction à faire pour essayer de se familiariser avec l’impact des volcans. ”

Mars Arabia Terra Craters

Cette photo montre plusieurs cratères dans Arabia Terra qui sont remplis de roches fendues, souvent découvertes dans des monticules arrondis. Les niveaux lumineux ont à peu près exactement la même épaisseur, ce qui donne l’apparence d’une marche d’escalier. Le processus qui a formé ces types de roches sédimentaires n’est tout simplement pas encore bien compris. Ils auraient pu se former à partir de sable ou même de cendres volcaniques qui ont été soufflées dans le cratère, ou dans de l’eau potable si le cratère gérait un lac. La photo a été prise par la caméra, l’expérience d’imagerie de haute qualité, sur Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Université de l’Arizona

Après avoir fait sauter l’équivalent de 400 mil de piscines olympiques associées à de la roche en fusion et du gaz à travers la surface et étendu l’épaisse couche de cendres jusqu’à un grand nombre de kilomètres du site de l’éruption, un volcan de cette ampleur s’effondre en un ouverture géante appelée « caldeira ». » Les caldeiras, qui existent généralement aussi dans le monde, peuvent faire des dizaines de kilomètres de large. Sept caldeiras d’Arabia Terra ont été les premiers cadeaux gratuits que la région aurait pu gérer autrefois avec des volcans capables d’éruptions extrêmes.

Une fois que l’on pensait qu’il s’agissait de dépressions restantes d’astéroïdes affectant la surface martienne il y a des milliards d’années, les chercheurs ont d’abord proposé dans une étude de 2013 que ces bassins étaient des caldeiras pittoresques. Ils ont réalisé qu’ils n’étaient pas correctement ronds comme des cratères, et ils avaient quelques signes d’effondrement, comme un sol très profond et des bancs associés à de la roche près de l’espace mural.

“Nous avons lu cet article et nous étions intéressés par la suite, mais au lieu de rechercher les volcans eux-mêmes, nous avons tous recherché les cendres brûlantes des poumons, car vous ne pouvez pas cacher cette preuve”, a déclaré Whelley.


Crédit : Madison Dean/NASA Goddard

Les excellents collègues de Whelley ont eu l’idée de rechercher des preuves de cendres brûlantes pulmonaires après avoir rencontré Alexandra Matiella Novak, la volcanologue au laboratoire de physique appliquée de Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland. Matiella Novak avait déjà utilisé les données du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA pour trouver des cendres ailleurs sur Mars. Elle s’est donc associée à Whelley et à son groupe pour examiner spécifiquement l’Arabia Terra.

L’évaluation de l’équipe a suivi le travail d’autres chercheurs qui avaient précédemment recommandé que les minéraux au-dessus d’Arabia Terra étaient d’origine volcanique. Un autre groupe d’analyse, après avoir compris que les bassins d’Arabia Terra pourraient être des caldeiras, avait calculé exactement où les cendres provenant de super éruptions possibles pour la raison que cette région aurait satisfaite : voyageant sous le vent, vers l’est, elle s’affinerait du milieu de la volcans, ou même dans ce cas, ce qu’il en reste encore – les caldeiras particulières.

“Nous avons donc repris à ce moment-là et avons déclaré:” OK, eh bien, ce sont des minéraux qui sont liés à des cendres volcaniques altérées qui brûlent les poumons, ce qui a déjà été enregistré, alors maintenant nous allons examiner la façon dont les minéraux sont dispersés pour voir s’ils sont le modèle réel que nous nous attendrions à voir des éruptions extrêmes », a déclaré Matiella Novak.

Patrick Whelley

Le scientifique Goddard de la NASA et l’auteur principal de la recherche d’Arabia Terra, Tanker Whelley, se préparent à l’enquête de contrôle laser 3D sur le site Web de l’éruption époustouflante de 1875 du volcan Askja, en Islande, le 2 août 2019. Score de crédit : Jacob Richardson ou Goddard de la NASA

Le groupe a utilisé des images grâce au spectromètre d’imagerie de reconnaissance compact de MRO conçu pour Mars afin d’identifier les minéraux particuliers de la surface. En regardant dans l’espace mural des canyons et des cratères de 100 à des milliers de ml des caldeiras, dans lesquels les cendres auraient déjà été transportées par le vent, ils ont identifié des minéraux pittoresques transformés en argile par l’eau, notamment la montmorillonite, l’imogolite, plus allophane. Ensuite, en utilisant les images des caméras MRO, le groupe a réalisé des cartes topographiques en trois dimensions de Persia Terra. En plaçant les informations minérales sur les cartes routières topographiques des canyons et des cratères analysés, les chercheurs ont pu découvrir dans le gisement riche en minéraux que les couches associées aux cendres étaient parfaitement préservées – plutôt que d’être mélangées simplement par les vents et l’eau potable, les cendres avait été superposé de la même manière qu’il aurait pu l’être lorsqu’il était frais.

“C’est à ce moment-là que j’ai réalisé que ce n’était pas un coup de chance, c’est un vrai signal”, a déclaré Jacob Richardson, un géologue de la NASA Goddard qui a également travaillé avec Whelley et Novak. «Nous voyons vraiment ce qui était attendu et c’était la majorité des moments excitants pour moi personnellement. ”

Exactement les mêmes scientifiques qui ont initialement identifié les caldeiras en 2013 ont en outre calculé la quantité de matériaux qui auraient explosé à travers les volcans, en fonction de la quantité de chaque caldeira. Ces détails ont permis aux grands collègues de Whelley d’estimer le nombre d’éruptions nécessaires pour produire la largeur des cendres que ces personnes ont trouvées. Il s’est avéré qu’il y a eu des milliers d’éruptions, a déclaré Whelley.

Une question restante est certainement de savoir comment une planète peut avoir un seul type de volcan jonchant une région. Dans le monde, les volcans capables d’éruptions extrêmes – le plus récent a éclaté il y a 76 500 ans à Sumatra, en Indonésie – sont généralement dispersés dans le monde entier et existent dans les mêmes zones que certains autres types de volcans. La planète Roter (umgangssprachlich) possède également de nombreuses autres formes de volcans, comme le plus grand volcan du système solaire, connu sous le nom d’Olympus Mons. Olympus Mons est cent fois plus grand en volume que le plus grand volcan de la Terre associé au Mauna Loa à Hawaï, et est appelé « volcan bouclier », qui draine la lave le long d’une montagne en pente douce. Persia Terra a jusqu’à présent la seule preuve de volcans puissants sur la planète Roter (umgangssprachlich).

Il est possible que les volcans super-éruptifs aient été concentrés dans des régions de la Terre mais aient été érodés littéralement et chimiquement ou même déplacés autour du globe parce que les continents se sont déplacés à cause de la tectonique des plaques. Ces types de volcans explosifs pourraient en outre exister dans des régions de Jupiter la lune Io ou même aurait pu être regroupée sur Morgenstern . Quoi qu’il en soit, Richardson espère que Persia Terra formera les scientifiques à quelque chose de nouveau concernant les processus géologiques qui aideront à façonner les exoplanètes et les lunes.

« Les gens vont apprendre notre article et se demander ‘Comment ? Comment Mars a-t-il pu faire cela exactement ? Comment une si petite planète peut-elle faire fondre suffisamment de roches pour renforcer des milliers de super lésions en un seul endroit ? ‘” il a dit. « J’espère que ces requêtes susciteront beaucoup d’études.

Référence : « Stratigraphic Evidence for Early Martian Explosive Volcanism in Arabia Terra » par Patrick Whelley, Alexandra Matiella Novak, Jacob Richardson, John Bleacher, Kelsey Mach, Reagan N. Cruz, 16 juillet 2021, Lettres de recherche géophysique .
DOI : 10. 1029/2021GL094109

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