Lemeztektonika nyoma a Marson

A Mars felszíni kőzeteinek mágneses mérései alapján valószínű, hogy a bolygón kezdetekben a kőzetburok globálisan mozgott - bár nem teljesen úgy, mint jelenleg a Földön tapasztaljuk.

Az első híradás még 1999-ben látott napvilágot a vörös bolygó felszínének sávos mágnesezettségéről. Ekkor a Terra Cimmeria és a Terra Sirenum vidékein találtak egymással párhuzamosan futó, ellentétes irányban mágnesezett sávokat. Ezek részben a földi óceánközepi hátságoknál megfigyelt mintázatra emlékeztettek, ahol a frissen kialakult lávakőzetekben, egyes ásványok miniatűr iránytűhöz hasonlóan megőrzik bolygónk mágneses terének irányultságát. A kőzetekbe "belefagyott" mágneses nyomok a hátság két oldalán váltakozó irányultságú sávokat alkotnak, mivel bolygónk globális mágneses tere időnként átfordul. Ilyenkor a mágneses pólusok megcserélődnek, és a következő időszakban az új, a korábbival ellentétes irányú mágneses tér fagy bele a kőzetekbe - azaz létrejön egy új, a korábbival ellentétes irányban mágnesezett sáv.

A Marson talált hasonló mintázat keletkezéséről - főleg a kevés mérés miatt - sokáig megoszlottak a vélemények. Az elmúlt négy évben született adatokat felhasználva Jack Connerney (NASA GSFC) és munkatársai foglalták össze a Mars Global Surveyor eddigi eredményeit. Az így elkészített térképen a sávozottság már a bolygó olyan nagy területén megfigyelhető, hogy az mindenképpen globális folyamatra utal. A jelenlegi legjobb modell, ami az egész bolygóra kiterjedő sávozottságot megmagyarázza, a kőzetburok globális tektonikus mozgása, és a bolygó ősi, feltételezett pólusváltásainak kombinációja.

A szépen látható globális eloszlás mellett fontos, hogy az új térkép a Földről régóta ismert, úgynevezett transzform vetőket is mutat. Ezek a gömbfelületen mozgó, lemezeken létrejövő jellegzetes törések, amelyek általában közel merőlegesek a hátság vonalára.

Az új eredmények egyrészt megerősítik a feltevést, amely szerint az ősi Marsnak globális mágneses tere volt. Másrészt a kőzetburok tágulása szükségszerűen annak eltűnésével is jár más területeken. Utóbbit a szubdukció, a lemezek alábukás jelenti a Földön - a Marson egyelőre nem találták ennek megfelelőjét, de hasonló jelenségnek ott is léteznie kellett. Harmadrészt a Tharsis-hátság nagy vulkánjai közül három (Pavonis, Ascreus, Arsia) egy vonal mentén sorakozik. Ez a vonal párhuzamos a mágneses nyomok alapján számolt tágulási iránnyal és a transzform vetőkkel. Eszerint lehet, hogy egy trasztform vető törése mentén jutott ki a magma a felszínre, létrehozva a vulkánokat, illetve az is elképzelhető, hogy mindez egy vulkanikusan aktív forró folt felett történt. Utóbbi úgy "égette" a vulkánokat a felette haladó lemezbe, mint ahogy azt a Földön, pl. a Hawaii-szigetek vulkánjainál látjuk.

Negyedszer: a Valles Marineris hatalmas hasadékai párhuzamosak a feltételezett ősi hátság irányával (azaz merőlegesek a transzform vetőkre). Könnyen elképzelhető, hogy a hátság aktivitásának vége felé, a folyamat utolsó megnyilvánulásaként a kőzetburokban felhalmozódott feszültség szakította fel a Valles Marineris térségét, a burok eredeti tágulása által generált iránynak megfelelően.

A mágnesezett területek eloszlása (fotó: NASA)

A mellékelt térképen a mágnesezettség eloszlása látható a bolygón. A kék és vörös színek ellentétes irányú mágneses teret jelölnek a kőzetekben. Minél élénkebb a szín, annál erősebb a mágneses tér. A sávozottság a kép közepén alul, a déli felföldön a legerősebb. Közvetlen ettől felfelé a Tharsis-hátság lávái borítják a felszínt, elfedve az idősebb mintázatot. Az északi síkság egyéb vidékein, főleg az Utopia Planitia területén is gyengék a nyomok, feltehetőleg a térséget borító fiatalabb kőzetek árnyékolása miatt. A szaggatott vonalak jelölik a transzform vetőket, amelyek mentén a lemezek nem egyforma sebességgel táguló részei, enyhén elmozdultak egymás mellett. Jól látszik, hogy az eltérő színű mágneses sávok itt valóban eltolódtak egymáshoz képest. Szintén jól magyarázható a mágneses nyomok hiánya balra lent, a Hellas-medence területén, ahonnan a hatalmas becsapódás kiszórta az idősebb és mágneses nyomokat tartalmazó kőzeteket. Napjainkra a mágneses tér csak néhány helyen maradt erős a felszínen, ezeket a régiókat kis helyi magnetosztférák borítják, amelyek minimális védelmet nyújtanak a töltött részecskékkel szemben.

Általánosságban tekintve a mágnesezett sávok legélénkebben a déli féltekén mutatkoznak. Ennek oka, hogy az északi területek fiatalabbak és később átalakultak, illetve itt a fiatalabb kőzetek fedik el és árnyékolják a mélyebben lévő idős, mágnesezett társaikat. A fenti elgondoláshoz persze el kell fogadni alapfeltevésként, hogy a Mars egykori globális mágneses tere a földihez hasonlóan, időnként átfordult, és a mágneses pólusok felcserélődtek. Az így kirajzolódó globális tektonikus kép mégis erősen eltér attól, amit ma bolygónkon látunk. A Marson egyetlen, vagy kis területen összpontosuló és egymással párhuzamos néhány hátság révén tágulhatott a kéreg - nem pedig sok, egymással összekapcsolódó hátság globális hálózata által, mint a Földön.