Sebuah fitur aneh di permukaan Mars membuat para ilmuwan menebak-nebak tentang asalnya. Ini adalah endapan permukaan mineral yang lebih umum di interior planet. Sebuah studi baru menunjukkan bahwa mineral interior ini mungkin dibawa ke permukaan oleh gunung berapi peledak kuno.
Nili Fossae terletak di wilayah Syrtis Major di Mars. Itu dekat dengan Isidis Planitia, dataran besar di dalam cekungan dampak di Mars. Nili Fossae menarik karena endapan mineral di daerah itu, dan apa yang dikatakan endapan itu tentang Mars. Secara khusus, mengandung deposit besar olivine mineral, yang biasanya ditemukan di bagian dalam planet.
Pertanyaan yang coba dijawab oleh penelitian ini adalah bagaimana olivin menemukan jalan ke permukaan?
The Olivine Within
Olivin sendiri tidak jarang atau luar biasa. Bahkan, itu adalah komponen utama mantel Bumi. Tidak jarang di Mars juga. Kata olivin sebenarnya mencakup sekelompok mineral yang sangat mirip. Untuk satu, mereka semua kehijauan, yang menjelaskan "zaitun" dalam olivin.
Mereka ditemukan di batuan beku, yang pada dasarnya didinginkan, lava padat.
Dengan mengingat hal itu, judul artikel ini mungkin tampak agak jelas. Tentu saja endapan olivin ini berasal dari gunung berapi. Bagaimana lagi itu bisa muncul ke permukaan dari mantel? Tapi sains adalah tentang detailnya. Kapan, tepatnya, dalam sejarah Mars adalah olivin ini diendapkan oleh gunung berapi? Dalam konteks apa itu terjadi, dan apakah itu bagian dari peristiwa besar yang membentuk Mars? Apa jenis peristiwa vulkanik yang menciptakannya?
Pertanyaan-pertanyaan itu, dan ukuran deposit olivin yang dipertanyakan, adalah apa yang membuat penelitian ini menarik.
Studi ini dari Brown University, di Providence, Rhode Island. Para penulisnya adalah mahasiswa pascasarjana, Christopher Kremer dan Michael Bramble, dan Profesor John Mustard, dari Departemen Ilmu Bumi, Lingkungan, dan Planet, Universitas Brown. Makalah ini disebut "Deposit abu kaya olivin yang tersebar luas di Mars" dan diterbitkan dalam jurnal Geology.
Mineral Nerds
Ada jenis orang tertentu yang sangat tertarik pada mineral. Jauh dari menjadi obsesi anti-sosial yang tidak biasa dikejar di sudut jauh kampus universitas, studi tentang mineral adalah blok bangunan ilmu pengetahuan planet. Tanpa pemahaman kita tentang mineral, kita tidak memiliki harapan untuk menyatukan sejarah Bumi. Kita juga tidak tahu tentang semua planet lain di Tata Surya kita, dan tentang asteroid dan meteorit juga.
Ketika datang ke Mars, pentingnya memahami mineral tidak bisa terlalu ditekankan. Jenis-jenis mineral yang kita lihat, di mana kita melihatnya, dan bagaimana mereka sampai di sana, semuanya adalah petunjuk untuk memahami Mars. Dan ketika para ilmuwan menemukan deposit mineral yang tidak biasa di sana, mereka ingin tahu bagaimana mineral itu sampai di sana.
Puzzle Jigsaw Mars
Mars adalah teka-teki gambar. Kami sama sekali tidak menyelesaikannya, tetapi sedikit demi sedikit kami mulai memahami sejarah planet itu. Secara khusus, kami ingin tahu apakah itu pernah dihuni, dan apakah itu mungkin rumah bagi kehidupan mikroskopis. Pertanyaan-pertanyaan itu tidak bisa dijawab secara langsung: pertanyaan itu harus diungkapkan dengan menyelesaikan puzzle jigsaw Mars.
Deposit olivin yang tidak biasa ini adalah salah satu bagian dari teka-teki.
Deposit olivin ini pertama kali ditemukan pada tahun 2003 dan disajikan dalam sebuah makalah di Science. Makalah itu mengumumkan penemuan daerah seluas 30.000 kilometer persegi dengan sekitar 30% olivin.
Daerah ini terkenal karena formasi geologisnya. Ini adalah area yang disebut graben. Grabens adalah lembah dengan tebing curam di kedua sisi, disebabkan oleh pemindahan blok tanah ke bawah.
Dalam makalah awal itu, penulis mengatakan bahwa "patahan pascabok di daerah ini telah mengekspos lapisan bawah permukaan yang kaya olivin." Selama bertahun-tahun, peneliti lain telah menemukan penjelasan lain yang mungkin. Beberapa telah menyarankan aliran lava efusif. Yang lain berpendapat bahwa olivin dikeruk oleh dampak besar. Mungkin dampak yang sama yang menciptakan Cekungan Isidis besar di mana deposit berada.
Studi baru ini mengatakan bahwa olivin diendapkan oleh vulkanisme eksplosif.
Ledakan Gunung Berapi
Bagi kebanyakan dari kita, gunung berapi adalah gunung berapi. Tetapi ada berbagai jenis. Salah satu jenisnya disebut vulkanisme eksplosif.
"Ini adalah salah satu bukti paling nyata untuk gagasan bahwa vulkanisme eksplosif lebih umum terjadi di Mars awal," kata Christopher Kremer, seorang mahasiswa pascasarjana di Brown University yang memimpin penelitian ini.
Vulkanisme eksplosif terjadi ketika magma mengandung gas terlarut seperti uap air. Gas terlarut itu menciptakan banyak tekanan di magma, dan ketika batuan di atas tidak tahan terhadap tekanan, itu meledak. Ledakan itu mengirimkan sejumlah besar abu dan lava berapi ke udara.
Karena vulkanisme eksplosif memerlukan uap air, para ilmuwan berpikir bahwa jenis ledakan vulkanik ini terjadi pada awal kehidupan Mars, ketika ada lebih banyak air di sekitarnya. Seiring waktu, Mars kehilangan airnya, dan aktivitas vulkanik akan lebih tidak eksplosif. Itu akan digantikan oleh apa yang disebut vulkanisme efusif, yang lebih lembut dan menyebabkan lava mengalir melintasi permukaan, bukannya meledak ke udara.
Menurut Kremer, ada banyak bukti untuk fase vulkanik efusif ini dalam sejarah Mars, sedangkan bukti untuk fase ledakan sebelumnya tidak begitu mudah ditemukan, terutama dengan instrumen orbital.
"Memahami betapa pentingnya ledakan vulkanisme di Mars awal pada akhirnya penting untuk memahami anggaran air di magma Mars, kelimpahan air tanah dan ketebalan atmosfer," kata Kremer.
Mata Orbital di Mars
Untuk saat ini, semua ilmuwan harus mempelajari deposit ini dengan instrumen orbital. Kremer dan koleganya menggunakan gambar beresolusi tinggi dari Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) NASA untuk mempelajari geologi area tersebut secara rinci. Seperti yang dikatakan Kremer dalam siaran pers, mereka menggunakan cara yang berbeda saat mempelajari area tersebut.
"Pekerjaan ini berangkat secara metodologis dari apa yang dilakukan orang lain dengan melihat bentuk fisik dari medan yang terdiri dari batuan dasar ini," kata Kremer. "Apa geometri, ketebalan dan orientasi dari lapisan yang membuatnya. Kami menemukan bahwa ledakan vulkanisme dan penjelasan abu jatuh mencentang semua kotak yang tepat, sementara semua ide alternatif untuk apa deposit ini mungkin tidak setuju dalam beberapa hal penting dengan apa yang kami amati dari orbit. "
Salah satu hal yang membedakan endapan ini dari daerah aliran lava efusif lainnya adalah distribusi lava itu sendiri. Sementara aliran efusif pada dasarnya akan menyebarkan batuan cair di atas permukaan, di mana ia akan menggenang di daerah dataran rendah, endapan ini berada di lapisan panjang terus menerus di atas lembah, kawah, bukit, dan fitur lainnya. Menurut Kremer, itu jauh lebih konsisten dengan abu yang mengendap dari letusan eksplosif dibandingkan dengan aliran lava.
Setoran kontinu juga mengesampingkan skenario dampak juga. Dampak Isidis yang menciptakan Cekungan Isidis tidak mungkin menciptakan lapisan abu yang seragam. Selain itu, abu disimpan di atas beberapa fitur yang dibuat oleh dampak Isidis.
Kondisi olivin itu sendiri juga mengesampingkan skenario dampak. Olivin menunjukkan bukti kontak yang berkelanjutan dan luas dengan air. Olivin diubah oleh kontak itu, jauh lebih banyak daripada olivin lainnya di Mars. Para penulis mengatakan bahwa hanya masuk akal olivin ini berasal dari abu jatuh, karena abu jauh lebih keropos daripada batu lainnya, dan akan memungkinkan air untuk menghubungi olivin.
Bisakah Rover Memecahkan Puzzle?
Sulit untuk benar-benar yakin tentang sesuatu yang hanya dapat Anda pelajari dari orbit. Untungnya, bajak menuju ke sana.
Pada tahun 2020, NASA NASA Mars 2020 akan diluncurkan dalam perjalanan ke Mars. Situs pendaratannya? Kawah Jezero, yang berada di dalam deposit olivin. Ada area terbuka olivin yang dapat diakses oleh penjelajah, dan tampaknya penjelajah 2020 akan mempelajarinya.
"Yang menarik adalah bahwa kita akan segera melihat apakah saya benar atau salah," kata Kremer. "Jadi itu sedikit gugup, tetapi jika itu bukan hujan abu, itu mungkin akan menjadi sesuatu yang jauh lebih asing. Itu sama menyenangkannya jika tidak lebih. "
"Salah satu dari 10 penemuan teratas Mars 2020 akan mencari tahu apa unit pembawa olivin ini," kata Mustard, penasihat Kremer. "Itu adalah sesuatu yang orang akan tulis dan bicarakan untuk waktu yang lama."
Setelah kita tahu bagaimana potongan puzzle olivin ini cocok, kita akan tahu sesuatu tentang era vulkanisme eksplosif di Mars. Sebagai tambahan, kita akan tahu sesuatu tentang air Mars kuno. Sebagai tambahan, kita akan tahu sesuatu tentang atmosfer Mars kuno. Dari sana, kita akan tahu sesuatu tentang kelayakhunian Mars.
Bukankah teka-teki itu menyenangkan?
