Eine neue Forschungsarbeit der NASA offenbart, dass der gigantische Schildvulkan Arsia Mons zur Zeit seines letzten Aktivitätsmaximums alle ein bis drei Millionen Jahre einen neuen Lavastrom an seinem Gipfel produzierte. Die letzte vulkanische Aktivität dort versiegte vor etwa 50 Millionen Jahren. Das fällt ungefähr mit der Zeit des Massenaussterbens an der Grenze zwischen Kreidezeit und Paläogen auf der Erde zusammen, als eine große Anzahl der tierischen und pflanzlichen Spezies ausstarb, inklusive der Dinosaurier.
Arsia Mons liegt direkt südlich des Mars-Äquators und ist das südlichste Mitglied eines Trios langsam ansteigender Schildvulkane, die zusammen als Tharsis Montes bezeichnet werden. Arsia Mons entstand über einen Zeitraum von Milliarden Jahren, wobei die Einzelheiten seines Lebenszyklus noch untersucht werden. Man vermutet, dass die jüngste vulkanische Aktivität in der Caldera stattfand, wo 29 Vulkanschlote identifiziert wurden. Die Caldera ist die schüsselförmige Vertiefung auf dem Gipfel. Bis jetzt war es schwierig, eine präzise Schätzung darüber zu erstellen, wann dieses Vulkanfeld aktiv war.
„Wir schätzen, dass die Spitzenaktivität des Vulkanfeldes auf dem Gipfel von Arsia Mons wahrscheinlich vor etwa 150 Millionen Jahren stattfand (zur späten Jurazeit auf der Erde) und dann um die gleiche Zeit verstarb wie die Dinosaurier auf der Erde“, sagte Jacob Richardson, ein Postdoktorand am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland). „Es ist aber trotzdem möglich, dass der letzte Vulkanschlot oder vielleicht zwei in den vergangenen 50 Millionen Jahren aktiv waren, was in geologischen Maßstäben betrachtet sehr jung ist.“
Richardson präsentierte die Ergebnisse am 20. März 2017 auf der Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands (Texas). Die Studie wurde im Journal Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht.
Die Caldera hat einen Durchmesser von rund 110 Kilometern und ist tief genug, um das gesamte Wasser des Huronsees und noch einiges mehr aufzunehmen. Die Untersuchung der vulkanischen Strukturen innerhalb der Caldera erforderte hochaufgelöste Bilder, die die Wissenschaftler von der Context Camera an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) bekamen.
Das Team kartierte die Grenzen der Lavaströme von jedem der 29 Vulkanschlote und bestimmte die Stratigrafie, also die Schichtung der Ströme. Die Forscher führten außerdem eine Technik durch, bei der die Krater gezählt werden, um das Alter der Lavaströme zu schätzen. Dabei wurden die Krater mit mindestens 100 Metern Durchmesser berücksichtigt.
Unter Verwendung eines neuen Computermodells, das von Richardson und seinen Kollegen an der University of South Florida entwickelt wurde, kombinierten sie diese beiden Informationsarten, um die Ausbruchsreihenfolge der 29 Vulkanschlote von Arsia Mons zu bestimmen. Die ältesten Lavaströme sind rund 200 Millionen Jahre alt. Die jüngsten Lavaströme traten vor 10-90 Millionen Jahren auf, höchstwahrscheinlich vor circa 50 Millionen Jahren.
Die Simulation ergab auch Schätzungen über das Volumen jedes Lavastroms. Während ihrer Spitzenaktivität vor etwa 150 Millionen Jahren produzierten die Schlote in der Caldera von Arsia Mons gemeinsam ungefähr 1-8 Kubikkilometer Magma pro Million Jahre, was sich langsam zur Größe des Vulkans addierte.
„Stellen Sie es sich als einen langsamen, tropfenden Magmahahn vor“, sagte Richardson. „Arsia Mons erschuf alle 1-3 Millionen Jahre einen vulkanischen Schlot auf dem Gipfel, verglichen mit einem Schlot alle 10.000 Jahre in ähnlichen Regionen auf der Erde.“ Genauere Erkenntnisse darüber, wann die vulkanische Aktivität auf dem Mars stattfand, sind wichtig, weil sie Forschern helfen, die Geschichte und die innere Struktur des Roten Planeten zu verstehen.
„Ein wichtiges Ziel der Mars-Vulkanologen ist es, die Anatomie und den Lebenszyklus der Vulkane auf dem Mars zu verstehen. Die Mars-Vulkane zeigen Hinweise auf Aktivität über eine längere Zeitspanne als jene auf der Erde, aber ihre Geschichte bezüglich der Magmaproduktion könnte ganz anders sein“, sagte Jacob Bleacher, ein Planetengeologe am Goddard Space Flight Center und Co-Autor der Studie. „Diese Studie gibt uns einen weiteren Anhaltspunkt dafür, wie die Aktivität am Arsia Mons abklang und der riesige Vulkan erlosch.“
Malin Space Science Systems in San Diego konstruierte und betreibt die Context Camera. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena betreibt den Mars Reconnaissance Orbiter für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington.
(THK)
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