Vulkane sind häufig vorkommende Formationen auf den Oberflächen terrestrischer Planeten im Sonnensystem und gehen aus magmatischen Aktivitäten innerhalb der Planetenkruste hervor. Auf der Erde wird der Vulkanismus hauptsächlich durch Hitze und das mit der Plattentektonik einhergehende Krustenrecycling angetrieben, aber der Mars besitzt keine Plattentektonik und die Ursache seines Vulkanismus ist nicht gut verstanden.
Eine neue Studie des Geologen Professor Joseph Michalski vom Department of Earth Sciences an der University of Hong Kong (HKU) hat erstaunliche Einblicke in die vulkanische Aktivität auf dem Mars gegeben. Er vermutet, dass der Mars einen deutlich vielseitigeren Vulkanismus aufweist als bislang erkannt, verursacht durch eine frühe Form des Krustenrecycling, die als vertikale Tektonik bezeichnet wird. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal Nature Astronomy veröffentlicht und werfen Licht auf die frühzeitliche Marskruste und ihre potenziellen Auswirkungen auf das Verstehen der frühen Krustenrecyclingprozesse auf dem Mars und auf der Erde.
Es ist bekannt, dass der Mars große Schildvulkane besitzt, ähnlich wie jene in Hawaii. Allerdings war nicht bekannt, dass der Mars auch die explosiven Vulkane besaß, die auf der Erde durch Krustenrecycling entstehen.
Die von Professor Michalski und seinem internationalen Team durchgeführte Studie entdeckte eine große Anzahl Vulkane in der frühzeitlichen Marskruste. “Wir wissen seit Jahrzehnten, dass der Mars Vulkane besitzt, aber die meisten erkannten Vulkane sind große, basaltische Schildvulkane wie jene in Hawaii”, erklärte er. “In dieser Arbeit zeigen wir, dass die frühzeitliche Kruste viele andere Vulkantypen aufweist, beispielsweise Lavadome, Stratovulkane, Calderen und große Schilde aus Asche, nicht Lava. Außerdem sehen die meisten Wissenschaftler den Mars als einen Planeten, der aus Basalt besteht, was einen geringen Silikatanteil besitzt und nur wenig krustale Entwicklung repräsentiert. Aber diese Vulkane haben hohe Silikatanteile, was bedeutet, dass sie aus einem komplexen Prozess der Magmaentwicklung entstanden, der bislang nicht bekannt war.”
Die Studie besagt, dass auf dem jungen Mars intensive vulkanische Aktivitäten auftraten, welche die Kruste in den Mantel kollabieren ließen, wo die Gesteine erneut geschmolzen wurden und in Magmen mit hohen Silikatanteil resultierten. Dieser tektonische Prozess wird als vertikale Tektonik bezeichnet und könnte auf der jungen Erde stattgefunden haben. Aber die irdischen Gesteine aus der Zeitperiode (dem Archaikum vor mehr als drei Milliarden Jahren) wurden stark durch spätere geologische Aktivitäten verändert, so dass wir keine klaren Belege für diesen Prozess auf diesem Planeten sehen können. Daher kann die Erforschung anderer Planeten (mit Vulkanismus, aber ohne Plattentektonik) wie dem Mars dabei helfen, die Rätsel des frühen Krustenrecyclings auf dem Roten Planeten zu lösen und analog dazu auch auf der jungen Erde.
Professor Michalski schlussfolgerte: “Der Mars enthält entscheidende geologische Puzzleteile, die uns helfen, nicht nur diesen Planeten zu verstehen, sondern auch die Erde. Der Marsvulkanismus ist viel komplexer und vielseitiger als bislang angenommen.”
“Das ist eine wichtige Entdeckung, weil sie gezeigt hat, dass das Krustenrecycling nicht nur in Plattentektonikbereichen vorkommen kann, die durch horizontale Bewegungen dominiert werden, sondern auch in präplattentektonischen Bereichen, die durch vertikale Bewegungen dominiert wurden. Diese Entdeckung kann Geowissenschaftlern helfen, die lange bestehen Kontroversen zu lösen, wann und wie die Kontinente auf unserem Planeten Erde entstanden”, sagte Professor Guochun Zhao, der Vorsitzende des Department of Earth Sciences.
(THK)
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