Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Teklo po povrchu Marsu bahno? Aneb kde hledat bahenní sopky na rudé planetě.
Petr Brož Vytisknout článek

Teklo po povrchu Marsu bahno? Aneb kde hledat bahenní sopky na rudé planetě.

Mozaika snímků zachycující různé kuželovité útvary na povrchu Marsu, u kterých panuje podezření, že by mohly být marsovskými bahenními sopkami.

Objev metanu v atmosféře Marsu vzbudil ve vědecké obci značný rozruch. Dopadající kosmické záření totiž metan ničí. Jeho přítomnost tak dokládá, že musí být do atmosféry průběžně doplňován. Objev proto zažehl usilovné hledání nejenom jeho původu, ale i cest, jak by se mohl do atmosféry dostávat. Záhy se hlavními podezřelými staly bahenní sopky, jelikož ty jsou na Zemi jeho významným zdrojem. Existence marsovských bahenních sopek ale zůstávala předmětem sporů, stejně vypadající útvary mohou vzniknout i sopečnou činností chrlící lávu, nikoliv bahno. Proto bylo potřeba přítomnost bahenních sopek doložit i jinak. A právě hledání dalších cest podporujících jejich existenci se stalo předmětem našeho výzkumu, jehož závěry byly v únoru publikovány v odborném vědeckém časopise Journal of Geophysical Research – Planets.

Od roku 2004, kdy byl metan na Marsu poprvé zaznamenán, vyšla řada studií dokládajících přítomnost bahenních sopek na mnoha místech Marsu. A to zpravidla na základě tvarové a velikostní podobnosti s pozemskými bahenními sopkami. Příroda nám ale opakovaně ukazuje, že shoda ve tvaru a velikosti nemusí nutně znamenat stejný způsob vzniku. Vezměme si žraloka a delfína, dvojici živočichů pocházejících z rozdílných živočišných skupin – paryb a savců. Sice vypadají podobně, ale evolucí vznikly ze zcela rozdílných větví stromu života. To samé platí i pro možné marsovské bahenní sopky, podobné útvary by totiž hravě zvládla vytvořit i láva. Pokud se tak zaměříme jen na tvary a velikosti povrchových útvarů, nejsme schopni jednoznačně říci, který geologický proces je vytvořil.

Mozaika fotografií v nepravých barvách zachycuje prohlubeň Chryse Planitia nacházející se na severní polokouli Marsu. Je to právě jižní část této oblasti, kde se vyskytuje velké množství několik kilometrů velkých těles, jež jsou nejžhavějšími kandidáty na to, že vznikly vlivem roztékání bahna po povrchu Marsu. Autor snímků NASA, licence volné dílo.
Mozaika fotografií v nepravých barvách zachycuje prohlubeň Chryse Planitia nacházející se na severní polokouli Marsu. Je to právě jižní část této oblasti, kde se vyskytuje velké množství několik kilometrů velkých těles, jež jsou nejžhavějšími kandidáty na to, že vznikly vlivem roztékání bahna po povrchu Marsu. Autor snímků NASA, licence volné dílo.
Jednou z možných oblastí Marsu, kde byla existence bahenních sopek předpokládána, je Chryse Planitia, přes 1600 kilometrů rozsáhlá prohlubeň ležící na severní polokouli Marsu nedaleko rovníku. Ústí do ní řada odtokových kaňonů širokých desítky a dlouhých stovky kilometrů, kterými před miliardami let z kůry Marsu proudilo nepředstavitelné množství vody uvolněné během katastrofických záplav. Většina této prohlubně je proto dnes vyplněna sedimentárními horninami v podobě písků a štěrků přinesenými během těchto záplav. Též se zde ale nachází mnoho impaktních kráterů vzniklých srážkou asteroidů s Marsem. Oproti kráterům na Měsíci či v jiných částech rudé planety se zde ale vyskytují i krátery, které ve svém v okolí mají zvláštní, nepravidelně vysoký lem svědčící o tečení podloží krátce po srážce. To značí, že se nehluboko pod povrchem nacházel vodní led, který byl vlivem dopadu roztaven. Vzniklá voda byla schopna na krátkou vzdálenost téci a tím přenášet kousky hornin (v odborné literatuře se pro tento typ kráterů používá termín rampart crater, v češtině není termín ustálen). Přítomnost těchto zvláštních kráterů proto svědčí o tom, že se v oblasti Chryse Planitia musí (případně muselo) pod povrchem vyskytovat množství vodního ledu. A ve větší hloubce možná i voda kapalná. Ta by byla schopná se mísit s  horninami a tedy dávat vzniku bahna schopného za určitých podmínek případně vystupovat k povrchu. Tato oblast proto představuje ideálního kandidáta, kde případné projevy bahenního vulkanismu hledat a detailněji zkoumat.

Dvacet osm kilometrů velký impaktní kráter Tooting nacházející se na povrchu Marsu  je charakteristickou ukázkou tečení podloží v okolí místa srážky způsobeného přítomností vodního ledu nehluboko pod povrchem. Autor snímku NASA, upravil Chmee2, licence volné dílo.
Dvacet osm kilometrů velký impaktní kráter Tooting nacházející se na povrchu Marsu je charakteristickou ukázkou tečení podloží v okolí místa srážky způsobeného přítomností vodního ledu nehluboko pod povrchem. Autor snímku NASA, upravil Chmee2, licence volné dílo.
Dřívější výzkum mezinárodního vědeckého týmu pod vedením Gora Komatsa odhalil, že se v jižní části této prohlubně skutečně nachází desítky zvláštních, několik kilometrů velkých kuželů a dómů, jejichž tvary napovídají, že musely vzniknout tečením materiálu vystupujícího z podzemí. Spektroskopická pozorování provedená z oběžné dráhy sondou Mars Reconnaissance Orbiter navíc doložila, že jsou tyto kužele a dómy z části tvořeny minerály majícími ve své vnitřní struktuře molekuly vody. To přivedlo tým k závěru, že zde máme co do činění s projevy tečení bahna po povrchu Marsu, tedy s bahenním vulkanismem. Nicméně stále existovaly pochybnosti, jestli je tento závěr správný. Nemohly by útvary přeci jen vzniknout namísto tečení bahna pohybem lávy?

Ve snaze pochybnosti rozptýlit jsme zmapovali výskyt těchto útvarů napříč celou prohlubní Chryse Planitia a následně prozkoumali jejich prostorové rozmístění i tvarovou pestrost. Na základě geologického mapování satelitních fotografií jsme určili, že možné bahenní sopky jsou rozprostřeny na ploše okolo 700 000 km2. Tedy přibližně třikrát větší, než se původně myslelo. A na této ploše se nenachází v počtu několika desítek, ale je jich přes 1300. Zakreslení jejich pozice do mapy nám následně umožnilo spatřit zvláštní závislost v jejich rozmístění, která podporuje domněnku, že se bude skutečně jednat o marsovské bahenní sopky.

Regionální mapa ukazující výskyt zkoumaných útvarů v rámci jižní části Chryse Planitia, do které ústí celá řada velkých odtokových kanálů (Ares Vallis, Tiu či Simud Valles). Jednotlivé barvy teček ukazují pozici jednotlivých zkoumaných typů útvarů (pro podrobnosti viz hlavní text či obrázek 4). Bílý nepravidelný polygon „Area 1“ vyznačuje oblast použitou pro určení stáří zkoumaných útvarů. Barevnost obrázku označuje výškové převýšení. Za povšimnutí stojí i přítomnost různě velkých „ostrovů“ tyčících se nad okolní hladké pláně. Převzato z Brož a kol. (2019), licence volné dílo.
Regionální mapa ukazující výskyt zkoumaných útvarů v rámci jižní části Chryse Planitia, do které ústí celá řada velkých odtokových kanálů (Ares Vallis, Tiu či Simud Valles). Jednotlivé barvy teček ukazují pozici jednotlivých zkoumaných typů útvarů (pro podrobnosti viz hlavní text či obrázek 4). Bílý nepravidelný polygon „Area 1“ vyznačuje oblast použitou pro určení stáří zkoumaných útvarů. Barevnost obrázku označuje výškové převýšení. Za povšimnutí stojí i přítomnost různě velkých „ostrovů“ tyčících se nad okolní hladké pláně. Převzato z Brož a kol. (2019), licence volné dílo.
Oblast Chryse Planitia totiž netvoří jen hladké pláně v podobě sedimentů přinesených během katastrofických záplav. Nachází se zde i řada náhorních plošin tyčících se desítky až stovky metrů nad okolní hladké pláně. Jejich zaoblený tvar dává tušit, že plošiny byly kdysi ostrovy, okolo nichž se prohnala povodňová vlna. Pohled na vytvořenou mapu pak ukazuje, že zkoumané útvary vždy leží na hladkých pláních tvořených sedimenty, nikdy na vyvýšených ostrovech. To naznačuje, že ke svému vzniku potřebovaly sedimentární podloží a případně i vodu, respektive bahno. Kdyby ale na druhou stranu byly tvořeny magmatem, to by snadno vystoupalo i do oblasti vyvýšených „ostrovů“. Těch pár desítek metrů hornin by pro něj totiž nebylo sebemenší problém.

Mapování těles navíc odhalilo i jejich velkou pestrost, co se tvarů týče (viz obrázek 4). Dají se totiž rozdělit do pěti skupin. První skupinu (36 útvarů) tvoří kuželovitá tělesa s velkým centrálním kráterem naznačujícím, že zde docházelo k explozivní činnosti vyvrhující materiál do okolního prostoru. Druhá skupina, která je s 679 útvary nejpočetnější, sdružuje tělesa o průměru několika kilometrů a o výšce maximálně několika desítek metrů. Zdánlivě tyto útvary připomínají obrovské palačinky ležící na povrchu Marsu. Malý centrální kráter a z něho se rozbíhající hřebeny pak napovídají, že vznikly vytečením snadno tekoucího materiálu na hladké pláně z podzemí. Třetí skupinu tvoří stovky metrů široké a desítky metrů vysoké dómy (259 útvarů) s malou špičkou na vrcholku. Předpokládáme, že dómy vznikly výstupem materiálu, který velice špatně tekl, takže nebyl schopen se roztéci příliš daleko do okolí od místa výstupu. Čtvrtou skupinu pak tvoří 309 zvláštních útvarů snadno rozpoznatelných na satelitních snímcích díky nápadně rozdílné barvě povrchu. Nicméně při detailnějším pohledu se nedá o jejich tvaru vyčíst nic bližšího. Poslední a nepříliš početnou skupinu (35) tvoří desítky kilometrů velká koryta dokládající výstup a pohyb extrémně dobře tekoucího materiálu schopného se roztéci po povrchu Marsu do značných vzdáleností.

Mozaika satelitních fotografií zachycující povrch Marsu v oblasti Chryse Planitia ukazuje charakteristické zástupce pěti typů zkoumaných objektů, o kterých se domníváme, že vznikly výlevem bahna. Pro detailní vysvětlení viz hlavní text. Převzato z Brož a kol. (2019), licence volné dílo.
Mozaika satelitních fotografií zachycující povrch Marsu v oblasti Chryse Planitia ukazuje charakteristické zástupce pěti typů zkoumaných objektů, o kterých se domníváme, že vznikly výlevem bahna. Pro detailní vysvětlení viz hlavní text. Převzato z Brož a kol. (2019), licence volné dílo.
Velká pestrost tvarů nás dovedla k myšlence, že v oblasti Chryse Planitia se na povrch muselo dostávat bahno schopné výrazně měnit svou schopnost téci, tzv. viskozitu. Někde teklo velice dobře, jinde ale značně špatně. Domníváme se, že tuto změnu ve schopnosti tečení způsoboval různý podíl vody v bahně. Čím více bylo v bahně vody, tím lépe teklo a naopak. Podobnou různorodost v tečení bahna pozorujeme i tady na Zemi. V některých částech světa – například na ostrově Trinidad – se na povrch dostává velice špatně tekoucí bahno tvořící rozsáhlé „kravince“, jinde – jako například v oblasti Vulcanii Noroiosi v Rumunsku – se naopak po povrchu rozlévá bahno velice dobře tekoucí. Ve výsledku tak vznikají různě vypadající a i různě velké bahenní sopky.

Výsledky naší práce proto potvrzují, že Chryse Planitia skutečně představuje velice slibnou oblast Marsu, kde je možné se s projevy bahenního vulkanismu pravděpodobně setkat, i je detailně zkoumat. Nicméně je nutné dodat, že zkoumat zde můžeme pouze projevy historické. Na základě výzkumu stáří těchto těles jsme totiž došli k závěru, že nemohou být mladší než 5 milióny let (ale dost možná jsou staré desítky až stovky miliónů let). Není proto možné, aby byly zdrojem metanu, jenž byl v atmosféře Marsu pozorován. Pátrání po jeho zdroji proto není ani zdaleka u konce a zajisté nás i nadále čeká fascinující cesta plná nových vzrušujících vědeckých objevů.




O autorovi

Petr Brož

Petr Brož

Pracuje jako vědecký pracovník na Geofyzikálním ústavu AV ČR v. v. i., kde se věnuje výzkumu sopečné činnosti napříč sluneční soustavou. Specializuje se na projevy sopečné činnosti na povrchu Marsu; převážně na malá sopečná tělesa vznikající při krátkodobé sopečné aktivitě vlivem odplyňování magmatu; na základně morfologické a morfometrické analýzy satelitních fotografií a topografických dat. Věnuje se popularizaci geovědních oborů ve spojitosti s průzkumem sluneční soustavy formou přednášek, i psaním populárně-naučných textů pro různá tištěná i internetová média.

Štítky: Mars


47. vesmírný týden 2019

47. vesmírný týden 2019

Přehled událostí na obloze od 18. 11. do 24. 11. 2019. Měsíc bude v poslední čtvrti. Večer za soumraku je vidět Venuše a Jupiter, blížící se do konjunkce, a Saturn. Ráno je vidět Mars a vyhoupne se i Merkur. Ultima Thule, kterou navštívila sonda New Horizons, se nyní oficiálně nazývá Arrkoth. Série zajímavých výstupů z ISS, která právě začala, má za úkol opravit astrofyzikální přístroj AMS-02. Sonda Hayabusa 2 se vrací k Zemi. Historicky už počtvrté letěl a přistál první stupeň rakety Falcon 9. Proběhly dva čínské starty v jednom dni. Před 130 lety se narodil Edwin Hubble. Mise Apollo 12 probíhala před padesáti roky. Před 25 lety startovala sonda COBE zkoumající reliktní záření.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

NGC6888 a PN G75.5+1.7

Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2019 obdržel snímek „NGC6888 a PN G75.5+1.7“, jehož autorem je Vladimír Nádvorník   Hvězdné objekty mívají často poněkud tajemná označení, která i mnoha astronomům dokonce ani nenaznačí … Tak třeba „NGC6888 a PN G75.5+1.7“ z titulku tohoto

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Měsíc před první čtvrtí

Další informace »