Naukowcy z Wielkiej Brytanii opublikowali pracę naukową, która skupiała się na sprawdzeniu, czy planety bez płyt tektonicznych (jaką jest Mars) mają możliwość posiadania złożonej skorupy. Według dotychczasowych przypuszczeń złożoną skorupę, czyli taką, która powstała w wyniku wielokrotnego przetworzenia wcześniej istniejącej skały bazaltowej poprzez topnienie, krystalizację i segregację składników, prowadzące do chemicznego zróżnicowania skorupy na warstwy o odmiennym składzie, warunkowało posiadanie płyt tektonicznych przez planetę. Do przeprowadzenia badań naukowcy wykorzystali jedną z amerykańskich misji kosmicznych z programu Discovery – misję InSight. Została ona zakończona 21 grudnia 2022 roku i przyniosła wyniki, które jednogłośnie wskazywały na wielowarstwową skorupę Marsa. Na podstawie danych nie dało się jednak ustalić składu chemicznego warstwy trzeciej oraz czwartej – sięgających do głębokości odpowiednio 24 km i 38 km. Naukowcy wykonali bayesowskie modelowanie petrofizyczne, dzięki którym mogli oszacować, z czego składają się poszczególne warstwy skorupy czerwonej planety. Za pomocą modelu sprawdzili prędkości fal sejsmicznych dla kilku wariantów budulca. Najrealniejsze wyniki sygnalizują o wysokiej zawartości materiałów maficznych w warstwie trzeciej i dominacji materiałów ultramaficznych w warstwie czwartej. To oznacza, że w warstwach tych zmienia się litologia. Błędnie zakładano zatem, że granica skorupa-płaszcz znajduje się na głębokości ok. 24 km – okazuje się, że może ona sięgać nawet do końca czwartej warstwy.
Struktura skorupy Marsa i ograniczenia jej składu wynikające z danych sejsmicznych InSight, z zaznaczonymi prędkościami dla poszczególnych fal sejsmicznych.
Autorzy pracy interpretują dolną część najgłębszej warstwy jako kumulaty, czyli skały, które wykrystalizowały się ze stygnącej magmy. Górna część natomiast to ostygłe, zubożone składniki, które z powodu swojej mniejszej gęstości wypłynęły wyżej. To wskazywałoby na istnienie w przeszłości transkrustalnego systemu magmowego. Dodatkowo naukowcy sprawdzili, czy dla standardowych strumieni cieplnych na Marsie mogłoby dojść do stopnienia dolnej skorupy, jednak okazało się, że jest to niemożliwe. Badacze zadali sobie zatem pytanie, co było źródłem powstania tych kumulatów. Sugerują dwa scenariusze: pierwszy mówi o zjawisku frakcjonowania magmy, które jest jednym z wielu procesów powodujących jej dyferencjację, drugi natomiast wskazuje na częściowe topnienie starej maficznej dolnej skorupy pod wpływem dodatkowego ciepła. Co ciekawe, te dwa procesy są ze sobą sprzężone, często jeden wynika z drugiego. Niezwykłe jest też, że na Ziemi znajdziemy przykład takiego mechanizmu (powtarzające się intruzje bazaltu i narastanie warstwy ultramaficznego kumulatu o grubości ~10 km) – łuk aleucki. Zjawisko to tworzy warstwę o podobnej grubości kumulatu, jaką autorzy przewidują dla Marsa.
Granica na ~24 km jest wykrywana w wielu miejscach na całej północnej półkuli Marsa, nie tylko pod InSight – co pośrednio sugeruje, że zubożenie dolnej skorupy w stop mogło zachodzić nie tylko w miejscu lądowania. Trzeba jednak zaznaczyć, że autorzy nie twierdzą, iż jest to zjawisko globalnie jednorodne – dane grawitacyjne oraz uśrednione prędkości fali S w skali całej planety wskazują raczej na regionalną zmienność tej warstwy niż na jej jednolitą obecność na całym Marsie. Na podstawie tych wnioskowań badacze dowodzą, że planeta bez tektoniki płyt może mieć w pełni funkcjonujący transskorupowy system magmowy i budować zróżnicowaną, drugorzędową i trzeciorzędową skorupę.
Korekta – Hanna Stróżyk, Ania Grzesiak
