Супервулканы. Неожиданная правда о самых загадочных геологических образованиях Вселенной - Робин Джордж Эндрюс

Вряд ли Земля играет по своим особенным правилам. «Законы физики везде работают одинаково, где бы вы ни находились», – говорит Нидэм. Все, на что способны ученые, – это выяснить, что есть на Земле такого, чего нет в других каменистых планетах, таких как Марс. А на Земле точно есть много воды.

Чтобы тектоника плит заработала, куски породы должны сталкиваться в разломах, а затем опускаться или вздыматься друг над другом. Вода служит своего рода смазочным материалом для этих разломов – от самых маленьких до тех, что размером с целую страну. Вода также облегчает плавление мантии. Это не только способствует образованию большого количества магмы. Юзвяк говорит, что тектоника плит описывает способность твердых, но пластичных пород разрываться на части. Мантия, поднимаясь наверх, стремится разорвать литосферу, «а вода размягчает ее настолько, что ее можно разделить на кусочки». Вода также помогает поддерживать астеносферу – более мягкий слой мантии, по которому твердая литосфера перемещается в виде тектонических плит.

Возможно, когда на Марсе исчезла атмосфера, на планете стало слишком холодно, считает Нидэм. Вода могла застояться или замерзнуть у поверхности, разломы остались без смазки, а планета покрылась сухой мантией, которая не способна плавиться и деформироваться.

Ну, может быть. «Пока мы не выясним, почему тектоника плит существует на Земле, мы не сможем понять, почему ее нет в других местах», – говорит Юзвяк. Но мы точно знаем, что на Марсе произошел сбой планетарного масштаба, и в результате планета превратилась в причудливый, холодный и пустынный мир, полный не в меру усердных и огромных вулканов.

Марс кажется очень необычной планетой. Но это только потому, что Земля для нас – эталон нормальности. Но чем больше изучаешь космос, тем более странной кажется Земля с ее причудливой тектоникой плит, огромным разнообразием вулканов, пригодной для дыхания атмосферой, огромными океанами и всеми видами живых существ. Но, опять же, у каждого мира есть своя индивидуальность, которую вы не найдете больше нигде. «В этом и заключается красота планетологии, – утверждает Юзвяк. – Все планеты такие разные и такие странные!»

Судьба планет или лун определяется тем, что происходит у них внутри. И за единственным исключением Земли, внутренности всех других миров во Вселенной в значительной степени остаются для нас загадкой. Именно поэтому так интересна посадочная платформа НАСА InSight – это первый полностью оборудованный геофизик, которого мы отправили на Марс.

Этот робот, прибывший на Марс в ноябре 2018 года, не собирает образцы камней и не стреляет в них лазерами. Он слушает марсотрясения, улавливает магнитный шепот и измеряет температуру планеты. Анна Хорлстон, сейсмолог из Бристольского университета и член научной группы миссии, объясняет, что цель InSight – составить карту внутренних процессов на планете. Ученые могут использовать марсотрясения для определения состава недр, включая вероятный состав мантии и ядра, а также их размеры; остатки магнитного поля расскажут нам, как атмосфера взаимодействует со звездным светом; температура почвы показывает, сколько тепла снизу уходит наверх, что дает примерное представление о том, насколько активны или мертвы марсианские подземные горнила.

InSight, который все еще собирает данные, – большая редкость. Как правило, роботизированные миссии изучают множество аспектов Марса, но некоторые области – например, климат, гидрология, обитаемость, биосигнатуры – привлекают к себе больше внимания, чем геофизические процессы. Хотя повышенное внимание к этим темам вполне объяснимо, единственный способ узнать, почему Земля превратилась в настоящий рай для жизни, а Марс нет, – изучить внутренности планеты и постараться понять, что может или не может там скрываться. InSight – это хорошее начало, но будущие миссии должны более пристально взглянуть на марсианские вулканы.

«Вулканические процессы выталкивают прямо на поверхность образцы внутренностей планеты, фиксирующие все периоды ее истории», – говорит Юзвяк. Эти «идеальные срезы времени» позволяют нам проследить эволюцию внутренней части планеты и сопоставить ее с тем, что происходило снаружи.

Если мы надеемся понять, что произошло с Марсом, нам «следует не рассматривать каждый компонент в отдельности, а постараться выяснить, как они взаимодействуют друг с другом», как говорит Джакоски. Если нам удастся понять Фарсиду, где находятся крупнейшие из известных нам вулканов, мы заполним недостающие главы в истории Красной планеты.

Даже если вы согласны, что поиск признаков жизни превыше всего, то, возможно, следующую миссию по поиску образцов нужно отправить не в старые озера, русла рек или низменные равнины. Как мы теперь знаем, в вулканической среде Земли обитают целые микробные цивилизации. На Фарсиде, говорит Юзвяк, были «большие выбросы тепла, а из-за этого минеральная среда стала очень богатой». К тому же в определенные климатические периоды полярная шапка фактически мигрировала на склоны вулканов Фарсиды. Ситуация, когда благодаря вулканической активности у вас есть много воды и подземного тепла, напоминает условия, которые привели к появлению гидротермальных источников на морском дне Земли, – этих бастионов микробной жизни.

Когда вы будете читать эти строки, ровер НАСА «Персеверанс», надеюсь, все еще будет радостно бродить по кратеру Езеро – яме, в которой когда-то было озеро, питаемое ручьями и водой из подземных источников. Но, возможно, говорит Юзвяк, именно «Фарсида – то место, где следует искать возможные признаки жизни».

Какой ученый-планетолог не хотел бы запрыгнуть в «Делориан»[12] или TARDIS[13] и отправиться посмотреть на влажную вулканическую золотую пору Марса? «Если бы у меня была машина времени, я бы хотела взглянуть именно на эти события», – говорит Нидэм. Но, возможно, нам не придется прибегать к помощи Дока Брауна или Доктора, чтобы увидеть, как извергаются вулканы. Кажется, я уже упоминал о «молодых» лавовых потоках, но теперь я имею в виду нечто совсем свежее. В работе 2017 года [32] группа соавторов, включая Ричардсона, нанесли на карту лавовые потоки в кальдере горы Арсия и подсчитали их кратеры. Пик вулканической активности давно миновал, но эти потоки появились всего лишь 150 миллионов лет назад. Возможно, некоторые жерла извергали лаву даже 50 миллионов лет назад, то есть спустя 16 миллионов лет после того, как в 225 миллионах километров умер последний тираннозавр-рекс. В других местах Марса, «на склонах Элизия», говорит Манга, «есть места, где молодые потоки лавы извергались в течение последних 10 миллионов лет». Некоторые из самых молодых потоков на планете, утверждает Грегг, находятся в районе Аскрийской горы: возможно, им «не более 10 тысяч лет».

Подсчет кратеров – довольно приблизительный метод оценки, но ясно, что Марс извергался в течение 4 миллиардов лет. Это довольно странно, потому что Марс крошечный.