آتشفشان‌های جوان مریخ: بیش از آنچه فکر می‌کردیم پیچیده‌اند!

خود کوه آتشفشانی تنها نقطه خروج مواد است؛ جایی که فرآیندهایی که شاید میلیون‌ها سال در اعماق زمین در جریان بوده‌اند، سرانجام به سطح می‌رسند. ماگما (گدازه مذاب) ناگهان و آماده در سطح ظاهر نمی‌شود. این ماده از اعماق بالا می‌آید، در مسیر خود متوقف می‌شود، سرد می‌شود، ترکیبش تغییر می‌کند و تکامل می‌یابد؛ در محفظه‌های زیرزمینی می‌ماند و دگرگون می‌شود تا بالاخره راهی به بیرون پیدا کند و فوران کند.

ما این واقعیت را درباره آتشفشان‌های زمین از مدت‌ها پیش می‌دانیم، اما حالا معلوم شده که مریخ هم دقیقاً همین بازی را انجام می‌دهد. پژوهش جدیدی که در مجله معتبر Geology منتشر شده، نشان می‌دهد که برخی از جوان‌ترین سیستم‌های آتشفشانی سیاره سرخ، تاریخچه‌ای بسیار پیچیده‌تر و چندلایه‌تر از آنچه تاکنون تصور می‌کردیم داشته‌اند.

تیمی بین‌المللی از دانشمندان، یک سیستم آتشفشانی واقع در جنوب پاوونیس مونس (Pavonis Mons) را مورد بررسی قرار دادند. پاوونیس مونس یکی از غول‌پیکرترین آتشفشان‌های سپری‌شکل (shield volcano) مریخ در منطقه تارسیس (Tharsis) است. محققان با استفاده از تصاویر با وضوح بسیار بالا و داده‌های معدنی به‌دست‌آمده از فضاپیماهای مدارگرد، عملاً کار کارآگاهی از فضا انجام دادند؛ سرنخ‌هایی را که در سنگ‌ها و سطح سیاره باقی مانده بود، کنار هم چیدند تا داستان پنهان را بازگو کنند.

آنچه کشف کردند، واقعاً شگفت‌انگیز بود. این سیستم آتشفشانی برخلاف تصور قبلی، نتیجه یک فوران ساده و تک‌مرحله‌ای نبود. بلکه در چندین مرحله مجزا و متفاوت شکل گرفته بود.

در مراحل اولیه، گدازه از شکاف‌های طولانی در پوسته سیاره بیرون ریخت؛ پدیده‌ای که زمین‌شناسان به آن فوران‌های شکافی (fissure eruptions) می‌گویند. گدازه در این مرحله به صورت گسترده و از درزهای دراز زمین سرریز می‌شد و جریان‌های وسیعی ایجاد می‌کرد.

اما بعدها سبک فعالیت کاملاً تغییر کرد. گدازه دیگر از شکاف‌های طولانی بیرون نمی‌ریخت، بلکه از نقاط متمرکز و مشخص فوران می‌کرد و مخروط‌های آتشفشانی شکل‌دار (cone-shaped vents) می‌ساخت.

نکته هوشمندانه و جالب اینجاست: با اینکه این جریان‌های گدازه‌ای مختلف از نظر ظاهری روی سطح کاملاً متفاوت به نظر می‌رسند (یکی گسترده و مسطح، دیگری متمرکز و مخروطی)، همه آن‌ها از یک سیستم لوله‌کشی زیرزمینی مشترک تغذیه می‌شدند.

می‌توانید این را به یک خانه تشبیه کنید که چند شیر آب دارد (و من خودم اخیراً در خانه‌ام لوله‌کشی انجام دادم، البته بیشترش موفق بود!). آب همه شیرها از یک مجموعه لوله اصلی می‌آید، اما در نقاط مختلف و به شیوه‌های متفاوت بیرون می‌زند. اینجا هم ماگما از یک سیستم زیرسطحی واحد می‌آید، اما در زمان‌ها و مکان‌های مختلف به شکل‌های گوناگون ظاهر می‌شود.

کشف واقعی و هیجان‌انگیز وقتی رخ داد که محققان معادن (minerals) موجود در هر جریان گدازه‌ای را با دقت تحلیل کردند. هر مرحله فوران، یک اثر انگشت معدنی (mineral fingerprint) منحصربه‌فرد از خود به جا گذاشته بود. این امضاهای شیمیایی نشان می‌دادند که خود ماگما در طول زمان تکامل یافته است.

احتمالاً ماگما از عمق‌های متفاوت آمده، یا مدت زمان متفاوتی را در محفظه‌های زیرزمینی سپری کرده، یا شرایط شیمیایی‌اش تغییر کرده است. این تغییرات نشان‌دهنده پویایی و زنده بودن سیستم ماگمایی در زیر سطح مریخ است.

این یافته‌ها اهمیت زیادی دارند، چون ما نمی‌توانیم به سادگی به مریخ سفر کنیم، تکه‌ای سنگ ببریم و مستقیماً آزمایش کنیم. تمام دانش ما درباره داخل سیاره، از بررسی آنچه روی سطح قابل مشاهده است به دست می‌آید. سیستم‌های آتشفشانی مانند پنجره‌هایی به عمق مریخ هستند؛ دریچه‌هایی که فرآیندهای در حال وقوع در کیلومترها زیر سطح را برایمان آشکار می‌کنند.

این پژوهش نشان می‌دهد که حتی در دوره‌های نسبتاً اخیر فعالیت آتشفشانی مریخ (دوره‌ای که به عنوان جوان‌ترین فصل زمین‌شناسی سیاره شناخته می‌شود)، زیرسطح سیاره همچنان از نظر زمین‌شناسی فعال و پیچیده باقی مانده بود. آتشفشان فقط یک بار فوران نکرد و بعد خاموش نشد؛ بلکه با تغییر شرایط زیرزمینی، تکامل یافت و دگرگون شد.

این موضوع یادآوری مهمی است: مریخ، هرچند کوچک‌تر و سردتر از زمین است، زندگی زمین‌شناسی غنی و پویایی داشته. تاریخ آتشفشانی آن یک داستان ساده از فعالیت اولیه و سپس خاموشی تدریجی نیست. بلکه روایتی است از فرآیندهای مداوم، از سیستم‌های ماگمایی که میلیون‌ها سال پویا و فعال ماندند و سطحی را که امروز می‌بینیم شکل دادند.

تحقیقات نشان می‌دهد که این سیستم خاص آتشفشانی جنوب پاوونیس مونس، دست‌کم ۹ میلیون سال فعالیت داشته است؛ از حدود ۶۴ میلیون سال پیش تا حدود ۵۰ میلیون سال پیش. این بازه زمانی جالب است چون با دوره‌ای هم‌پوشانی دارد که روی زمین، دایناسورها هنوز پرسه می‌زدند و سپس عصر پستانداران آغاز شد.

جریان‌های اولیه گدازه‌ای گسترده بودند و تا حدود ۳۰ کیلومتر پیش می‌رفتند، در حالی که جریان‌های بعدی کوتاه‌تر (۵ تا ۱۰ کیلومتر) و متمرکزتر بودند و مخروط مرکزی را ساختند. تفاوت در شکل، ترکیب شیمیایی و معادن موجود در این جریان‌ها، گواه روشنی بر تکامل طولانی‌مدت سیستم زیرسطحی است.

این یافته‌ها همچنین قدرت مشاهده از مدار را نشان می‌دهند. فضاپیماهای مدارگرد مانند Mars Reconnaissance Orbiter با دوربین‌های با وضوح بالا و ابزارهای طیف‌سنجی، توانسته‌اند جزئیاتی را آشکار کنند که بدون آن‌ها هرگز نمی‌توانستیم این پیچیدگی را درک کنیم.

در نهایت، این پژوهش یک پیام روشن دارد: مریخ سیاره‌ای مرده و راکد نیست. حتی در دوران‌های اخیر (از نظر زمین‌شناسی)، زیر پوسته‌اش هنوز فرآیندهای فعال و پویایی در جریان بوده است. آتشفشان‌ها فقط کوه نیستند؛ آن‌ها داستان‌هایی زنده از درون سیاره‌اند که هنوز در حال روایت شدن هستند.

این کشف نه تنها درک ما از تاریخ آتشفشانی مریخ را عمیق‌تر می‌کند، بلکه سؤال‌های جدیدی هم مطرح می‌کند: آیا ممکن است چنین سیستم‌های ماگمایی طولانی‌مدت، در گذشته شرایط مناسب برای حیات میکروبی ایجاد کرده باشند؟ آیا هنوز فعالیت‌های جزئی در اعماق مریخ وجود دارد؟ پاسخ به این سؤالات نیازمند مأموریت‌های آینده و تحلیل‌های دقیق‌تر است، اما همین حالا هم می‌دانیم که داستان مریخ بسیار غنی‌تر و جذاب‌تر از تصورات پیشین ماست.