כיום מובן היטב שמאדים הוא כוכב לכת קר, יבש וגאולוגי. עם זאת, לפני מיליארדי שנים כשהיה עדיין צעיר, הפלנטה התפארה באווירה צפופה יותר והיו מים נוזליים על פני השטח. לפני מיליוני שנים הוא גם חווה כמות משמעותית של פעילות געשית, מה שהביא להיווצרות התכונות האדירות שלו - כמו אולימפוס מונס, הר הגעש הגדול ביותר במערכת השמש.
עד לאחרונה, מדענים הבינו כי הפעילות הוולקנית של מאדים מונעת על ידי מקורות שאינם תנועה טקטונית, שכוכב הלכת היה נטול מזה מיליארדי שנים. עם זאת, לאחר שערכו מחקר על דגימות סלע ממאדים, צוות חוקרים מבריטניה ומארצות הברית הגיע למסקנה שלפני עידנים, מאדים היה פעיל יותר וולקני ממה שחשבו בעבר.
המחקר שלהם, שכותרתו "לקחת את הדופק של מאדים דרך תיארוך של הר געש מוגן בפלומה", הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי תקשורת טבע. בראשות בנימין כהן, חוקר במרכז המחקר הסביבתי לאוניברסיטאות הסקוטיות (SUERC) ובית הספר למדעי הגיאוגרפיה והארץ באוניברסיטת גלזגו, ביצע הצוות ניתוח העבר הוולקני של מאדים באמצעות דגימות של מטאוריטים מאדים.
על כדור הארץ, מרבית הגעש מתרחש כתוצאה מטקטוניקת צלחות, המונעות על ידי הסעה במעטפת כדור הארץ. אך במאדים, מרבית הפעילות הוולקנית היא תוצאה של פלומות המעטפת, המהוות קומבינציות גבוהות של מאגמה העולות מעומק המעטפת. זה נובע מהעובדה שמשטח מאדים נשאר סטטי וקריר במשך מיליארד השנים האחרונות.
בגלל זה הרי הגעש המאדים (אם כי דומים במורופולוגיה כמגנים על הרי הגעש על כדור הארץ) גדלים לגדלים גדולים בהרבה מאלו שעל פני כדור הארץ. אולימפוס מונס, למשל, הוא לא רק הר הגעש המגן הגדול ביותר על מאדים, אלא הגדול ביותר במערכת השמש. ואילו ההר הגבוה ביותר על כדור הארץ - הר האוורסט - גובהו 8,848 מ '(29,029 רגל), אולימפוס מונס (Guild) עומד על 22 ק"מ.
לצורך המחקר, ד"ר כהן ועמיתיו השתמשו בטכניקות הכרויות רדיוסקופיות, המשמשות בדרך כלל לקביעת גיל ושיעור ההתפרצות של הרי הגעש על כדור הארץ. עם זאת, טכניקות כאלה לא שימשו בעבר ל הרי געש המגן על מאדים. כתוצאה מכך, המחקר של הצוות על דגימות המטאוריט של מאדים היה הניתוח המפורט הראשון של שיעורי הגידול ב הרי הגעש המאדים.
שש הדגימות שבחנו ידועות כנקליטות, סוג של מטאוריט מאדים שנוצר ממגמה בזלתית לפני כ -1.3 מיליארד שנה. אלה הגיעו לכדור הארץ לפני כ -11 מיליון שנה לאחר שנפוצצו מעל פני מאדים על ידי אירוע השפעה. על ידי עריכת ניתוח המטאוריטים של מאדים, הצליח הצוות לגלות מידע חדש בערך 90 מיליון שנה על עברו הוולקני של מאדים.
כפי שהסביר ד"ר כהן בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת גלזגו:
"אנו יודעים ממחקרים קודמים כי המטאוריטים הנחלתיים הם סלעים געשיים, והתפתחותן של טכניקות תאריכי גיל בשנים האחרונות הפכו את הנחלתיים למועמדים מושלמים שיעזרו לנו ללמוד יותר על הרי געש במאדים."
השלב הראשון היה להמחיש כי דגימות הסלע אכן מקוריות של מאדים, אותם אישר הצוות על ידי מדידת חשיפתן לקרינה קוסמוגנית. מכאן הם קבעו כי הסלעים גורשו משטח המאדים לפני 11 מיליון שנה, ככל הנראה כתוצאה מאירוע השפעה על פני המאדים. לאחר מכן הם השתמשו בטכניקה רדיוסקופית בעלת דיוק גבוה המכונה 40Ar /39היכרויות.
זה כלל שימוש בספקטרומומר מסה של גז אצילי למדידת כמות הארגון שנבנה בדגימות, וזו תוצאה של דעיכה רדיואקטיבית טבעית של אשלגן. מכאן הם הצליחו לקבל מידע חדש בשווי 90 מיליון שנה על פני המאדים. תוצאות הניתוח שלהם הצביעו על כך שיש הבדלים משמעותיים בהיסטוריה הגעשית בין כדור הארץ למאדים. כפי שהסביר ד"ר כהן:
"גילינו שהנכלית נוצרה לפחות מארבע התפרצויות במהלך 90 מיליון שנה. זו תקופה ארוכה מאוד להר געש, והיא ארוכה הרבה יותר משך הרי הגעש היבשיים, אשר בדרך כלל פעילים רק במשך כמה מיליוני שנים. וזה רק מגרד את פני הגעש, מכיוון שרק כמות קטנה מאוד של סלע הייתה נפלטת על ידי מכתש הפגיעה - כך שהר הגעש בטח היה פעיל הרבה יותר זמן. "
בנוסף הצוות הצליח גם לצמצם מאילו הרי געש הגיעו דגימות הסלע שלהם. מחקרים קודמים שנערכו על ידי נאס"א חשפו כמה מועמדים למכתש המקור הנכלית האפשרי. עם זאת, רק אחד מהמיקומים התאימו לתוצאותיהם מבחינת גיל ההתפרצויות הגעשיות וההשפעה שהייתה מפליטה את הדגימות לחלל.
המכתש הספציפי הזה (שנמצא כרגע ללא שם) ממוקם במישורים הגעש המכונה אליסיום פלאניטיה, בערך 900 ק"מ (560 מיילים) מהפסגה של הר הגעש אליסיום מונס - שגובהו 12.6 ק"מ (7.8 מיילים). היא ממוקמת גם כ -2000 ק"מ צפונית למקום בו נמצא כרוב הסקרנות של נאס"א. כפי שכהן הסביר, לנאס"א יש כמה תמונות לוויין מפורטות להפליא של המכתש הספציפי הזה.
"רוחבו 6.5 ק"מ, ושמר על קרני פסולת של שפיכה," אמר. "ויכולנו לראות רצועות אופקיות מרובות על קירות המכתש - מה שמצביע על הסלעים בצורת שכבות, כאשר כל שכבה מתפרשת כזרם לבה נפרד. מחקר זה הצליח לספק תמונה ברורה יותר בהיסטוריה של המטאוריטים הנכליתיים, ובתורו את הרי הגעש הגדולים ביותר במערכת השמש. "
בעתיד, שובי המדגם ומשימות הצוות למאדים בטוחים להבהיר את התמונה הזו עוד יותר. בהתחשב בכך שמאדים, כמו כדור הארץ, הוא כוכב לכת יבשתי, הידיעה על כל מה שאנחנו יכולים על ההיסטוריה הגיאולוגית שלו תשפר בסופו של דבר את הבנתנו כיצד נוצרו כוכבי הלכת הסלעיים של מערכת השמש. בקיצור, ככל שנדע יותר על ההיסטוריה הגעשית של מאדים, כך נוכל ללמוד יותר על התפתחותה של מערכת השמש והתפתחותה.
