Uppsalaforskare förklarar mystiska vulkanformationer på Mars
På sluttningarna av flera av Mars vulkaner finns utskjutande avsatser som uppifrån sett liknar gigantiska fiskfjäll. Med hjälp av experiment och data från rymdsonden Mars Global Surveyor har nu Uppsalageologer hittat en förklaring till de gåtfulla utskjutningarna, och även visat att liknande strukturer förekommer på Jorden. Resultaten publiceras i tidskriften Earth and Planetary Science Letters.
Dessa konvexa utbuktningar (på engelska ”flank terraces”) förekommer på vad som kallas sköldvulkaner. Sköldvulkaner är en vulkantyp som bildas genom att stora mängder lättflytande lava strömmar ut ur vulkanen under en lång tid och bygger upp ett brett berg med en flack profil.
Den här typen av vulkaner finns både på Mars och på Jorden. På minst nio av Mars sköldvulkaner har dessa konvexa strukturer hittats på olika höjdlägen. Trots att de är relativt stora så har de varit svåra att detektera på tidigare tagna fotografier, och därför har de hittills heller inte kunnat beskrivas särskilt noga av forskarna.
Man har tidigare föreslagit flera olika teorier om hur utbuktningarna kan ha bildats. Antingen har vulkanen sjunkit samman på grund av sin egen tyngd, och därmed ändrat sin form men bevarat samma volym, eller så har själva jordskorpan (den så kallade litosfären) under vulkanen tryckts ned.
Det har även föreslagits att vulkanen vuxit i sidled, att magmakammaren under vulkanen har svällt upp eller att material som funnits på vulkanens sidor har glidit iväg som en följd av gravitationen.
I den nya studien undersöker Valentin Troll, professor i berggrundsgeologi vid Uppsala universitet, och hans kolleger dessa mystiska vulkanstrukturer genom att göra nya analyser av data som Mars Global Surveyor samlade in under perioden 1996-2006.
– Vi har använt oss av 3D-data från höjdmätaren MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) för att beskriva strukturernas geometri. Dessutom har vi utfört experiment för att förstå hur dessa strukturer kan ha bildats av den tektoniska utvecklingen på Mars, berättar Troll.
Genom att undersöka och analysera de geometriska förhållandena hos dessa strukturer har forskarna kunnat visa att utbuktningarna på Mars har samma proportioner mellan längd och bredd som så kallade överskjutningar i bergskedjor på Jorden, dvs utbuktningar som bildats då två kontinentplattor kolliderat och den ena har skjutits upp över den andra i en flack vinkel.
De marsianska utbuktningarna är dock i regel mycket större. Studierna visar också att liknande formationer förekommer på sköldvulkaner på Jorden.
Med hjälp av experiment har forskarna kunnat lösa gåtan om hur utbuktningarna uppstår.
– Våra experiment visar att strukturer av den typen som finns på de marsianska vulkanerna endast kan ha bildats genom en nedsänkning av jordskorpan, dvs litosfären. Vulkanens egen tyngd trycker ner och böjer den underliggande litosfären, vilket leder till att vulkanens yttre yta kommer att minska.
Denna sammanpressning skapar spänningar som resulterar i att vi får en rörelse riktad ut från vulkanen, som i sin tur orsakar överskjutningar av materialet, alltså utbuktningar, förklarar Valentin Troll.
Undersökningen bevisar enligt honom att dessa konvexa, utbuktande strukturer i grunden är vulkanotektoniska fenomen, dvs det ytliga resultatet av vulkanens egen rörelse och påverkan på underlaget. Dessutom visar studierna att dessa fenomen inte bara förekommer på Mars utan även på Jorden.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta professor Valentin Troll (på engelska)l, 018-471 25 70, e-post: valentin.troll@geo.uu.se
