14. novembra leta 1971 se je sonda Mariner 9 vtirila v orbito okoli Marsa ter tako postala prvi umetni satelit nekega drugega planeta. Ena pomembnejših nalog misije je bila narediti podrobnejši zemljevid rdečega planeta. Že prve fotografije, ki nam jih je poslala sonda Mariner 9, so poskrbele za revolucionarno odkritje. Nekatere izmed njih so namreč jasno prikazovale pokrajine, ki jih je več kot očitno izoblikovala tekoča voda. Med drugim so bili iz vesolja vidni ogromni kanali, ki so jih izdolble starodavne poplave. Dejstvo, da se je nekoč po Marsu pretakala voda, je seveda sprožilo buren odziv, ne samo znanstvene srenje, temveč tudi splošne javnosti, saj se je s tem odprla možnost, da je na rdečem planetu v preteklosti obstajalo življenje. Posledično je ameriška NASA enega od kanalov z imenom Maja Valles v pokrajini Chryse Planitia izbrala kot kraj pristanka modula Viking 1. Slednji je leta 1976 postal prvo plovilo nasploh, ki je uspešno pristalo na Marsovem površju.
Toda, posnetki pokrajine, ki jih je poslal Viking 1, se niso skladali s pričakovanji znanstvenikov. Na njih so geologi zaman iskali tipične tvorbe, ki bi pričale o starodavnih poplavah, kot so ogromni kupi nakopičenih balvanov ali otoki v obliki solz oziroma kapljic. Namesto tega so si NASINI znanstveniki ogledovali posnetke ravnine, posejane z neštetimi balvani in skalami, od katerih pa so vidni le njihovi vrhovi, ki »kukajo« iz več metrov debele plasti breče. To je grobozrnata kamnina, ki jo sestavljajo drobci mineralov ali kamnin, katerih velikosti tipično presegajo dva milimetra in so med sabo zlepljena s tako imenovanim mineralnim cementom ter jo pogosto najdemo ob strugah rek ali na bregovih alpskih jezer.
S lika 1: Fotografija pokrajine, ki jo je posnel Viking 1. Vir: NASA.
Da bi razložili to enigmatično pokrajino, so znanstveniki najprej predlagali, da je Viking 1 pristal na območju, ki dejansko leži na debelih plasteh kamnin, ki so bile nekoč izvržene iz katerega od okolišnjih kraterjev. Toda število balvanov je bilo preveliko, da bi lahko vsi izvirali iz enega samega bližnjega kraterja. Poznejše razlage so namigovale, da gre za magmatske kamnine iz bazalta, ki so bile skozi milijarde let podvržene vremenskim vplivom, vendar so bili geologi zmožni identificirati le peščico tvorb, za katere so lahko zanesljivo določili, da gre za starodavno lavo. Tako je izvor pokrajine kanala Maja Valles desetletja ostal skrivnost.
Mnogo pozneje so različne skupine znanstvenikov predlagale nekoliko drugačen scenarij. Namesto tipičnih rečnih poplav, kot smo jih vajeni, naj bi pokrajino izoblikovale tako imenovane katastrofalne poplave. Ti dogodki epskih razsežnosti naj bi zarezali ogromne kanale na Marsovem površju. Znanstveniki so določili, da so se poplave zgodile med geološko dobi poznano kot pozni Hesperij, ki je trajala izpred ~3.61 do ~3.38 milijardami let. Zdaj so raziskovalci morali najti le še vzrok za te katastrofalne dogodke. Ker preostale razlage niso mogle razložiti geoloških značilnosti območij, kot je Maja Valles, so predlagali, da so poplave povzročili – cunamiji.
Slika 2: Otoki v obliki solz oziroma kapljic v Mangala Valles, ki so jo, za razliko od Maja Valles, izoblikovale »normalne« poplave. Vir: NASA.
Cunamiji na rdečem planetu nas dejansko ne bi smeli presenetiti če pomislimo, da obstajajo trdni dokazi za obstoj oceana na severi polobli, ki je nekoč prekrival tretjino Marsovega površja. Po drugi strani je v zgodnjem Osončju obstajalo ogromno teles različnih velikosti, ki so pogosto padala na površja planetov. Le kakih 500 milijonov let pred katastrofalno poplavo, ki je ustvarila pokrajino, v kateri je pristala sonda Viking 1, se je končalo tako imenovano pozno intenzivno bombardiranje, ko je z noranjimi planeti Osončja (Merkur, Venera, Zemlja, Mars) trčilo nenavadno veliko asteroidov in kometov. Poznejši padci teh teles so bili sicer redkejši, vendar še vedno veliko bolj pogosti kot na primer danes. Padec večjega telesa v ocean bi seveda povzročil cunami, podobno, kot se je to zgodilo na Zemlji pred 65 milijoni let.
Scenarij, po katerm naj bi Maja Valles izoblikovali cunamiji, je prva predlagala skupina znanstvenikov pod vodstvom Alexisa Rodrigueza z Inštituta za planetarne znanosti iz ZDA in sicer leta 2016. Geološka analiza območij Chryse Planitia ter severozahodne Arabie Terra je razkrila dokaze za kar dva cunamija, ki naj bi se v presledku nekaj milijonov let zgodila kot posledica padcev meteoritov, ki sta posledično ustvarila tudi dva kraterja s premerom okoli 30 kilometrov. Računalniške simulacije, ki jih je izvedla ta skupina, so med drugim pokazale, da se je hitro potujoči vodni zid dvigoval okoli 50 metrov, na posameznih območjih pa celo več kot 120 metrov visoko. Znanstveniki so prišli do zaključka, da so cunamiji v daljni preteklosti igrali pomembno vlogo pri oblikovanju delov Marsovega površja.
Leto pozneje so do podobnih ugotovitev prišli Francois Costard in sodelavci, ki so izračunali, da je padec telesa na Mars povzročil tvorbo kraterja s premerom med 30 in 50 kilometri, ter da je 75 metrov visok cunami prepotoval razdaljo nekaj sto kilometrov.
Slika 3: Krater Pohl, ter območja v bližini pristanka roverja Viking 1. Narejeno z Google Earth. Barve prikazujejo višino površja: oranžna in rdeča barva zaznamujeta visokoležeča območja, medtem ko so nižine obarvane modro.
Leta 2019 je taista skupina znanstvenikov že govorila o megacunamiju, ki naj bi bil posledica padca meteorita, ki je ustvaril tudi krater Lomonosov s premerom 120 kilometriov. Tudi po tem scenariju je meteorit padel v plitev ocean, katerega globina je bila manjša od enega kilometra. Padec meteorita je izpodrinil velike količine vode, kar je ustvarilo primarni cunami, hkrati pa je v okolici padca ostala velika »praznina«, ki jo je v drugi fazi ponovno zalila izpodrinjena voda, kar je povzročilo sekundarni cunami.
Decembra leta 2022 pa je najnovejši članek na to temo objavila še ista skupina znanstvenikov, ki je leta 2016 kot prva predlagala tezo o cunamijih na Marsu. V svojem delu raziskovalci govorijo o dokazih za dva ločena padca meteoritov ter dva cunamija na Marsu, pri čemer so preučevali starejšega, ki je bil veliko bolj bolj uničujoč. Znanstveniki so najprej podrobno analizirali širšo okolico pristanka roverja Viking 1 in kot kraj padca meteorita predlagali krater s premerom 110 kilometrov, ki ga je avgusta 2022 Mednarodna astronomska zveza poimenovala Pohl, po Frederiku Pohlu, znanem piscu znanstvenofantastičnih del. Nato so izvedli več računalniških simulacij, s katerimi so simulirali padec teles z velikostjo med 3 in 10 kilometri na Marsovo z vodo prekrito površje, pri čemer so spreminjali tudi lastnosti Marsove skorje ter plašča vse do globine 120 kilometrov.
Simulacije so pokazale, da bi, odvisno od fizikalnih lastnosti Marsove skorje ter plašča, padec asteroida s premerom 3 ali 9 kilometrov v plitev ocean zlahka ustvaril krater s premerom 110 kilometrov, pri čemer bi se sprostila energija ekvivalentna 500.000 ali celo 13 milijonom megaton TNTja. Začetna višina cunamija naj bi dosegla 500 metrov, ogromen zid vode pa naj bi prepotoval razdaljo kar 1500 kilometrov. Ta cunami je popolnoma poplavil več območij s skupno površino kar 800,000 kvadratnih kilometrov, kar je skoraj štiridesetkrat več od površine Slovenije.
Zanimiva je primerjava med tem dogodkom ter padcem telesa, ki je pred 65 milijoni let povzročilo izumrtje dinozavrov. Takrat je v Mehiški zaliv, nedaleč od obale polotoka Yucatan, padel asteroid s premerom približno desetih kilometrov. Globina morja v zalivu ni presegala 200 metrov, kar pa je bilo dovolj za ogromen cunami, katerega začetna višina naj bi dosegla kar 1500 metrov. Na kraju padca se v globinah še danes skriva krater Chicxulub, katerega premer znaša neverjetnih 180 kilometrov.
Med trenutno prednostnimi nalogami znanstvenikov, ki proučujejo evolucijo Marsovega površja, je čimbolj zanesljivo določiti koliko so padci asteroidov ter posledični cunamiji dejansko prospevali k preoblikovanju pokrajine na Marsu ter kakšen vpliv bi lahko imeli na potencialno primitivno živjenje, ki je v takratnem obdobju morda bilo prisotno na tem planetu.
Nadaljna čtiva za najbolj radovedne
- Breča, Wikipedia, https://sl.wikipedia.org/wiki/Breča
- Rodriguez, J., Fairén, A., Tanaka, K. et al. cunami waves extensively resurfaced the shorelines of an early Martian ocean. Sci Rep 6, 25106 (2016). https://doi.org/10.1038/srep25106
- Costard, F., Séjourné, A., Kelfoun, K., Clifford, S., Lavigne, F., Di Pietro, I., and Bouley, S. (2017), Modeling cunami propagation and the emplacement of thumbprint terrain in an early Mars ocean, J. Geophys. Res. Planets, 122, 633– 649, doi:10.1002/2016JE005230.
- Rodriguez, J.A.P., Robertson, D.K., Kargel, J.S. et al. Evidence of an oceanic impact and megacunami sedimentation in Chryse Planitia, Mars. Sci Rep 12, 19589 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18082-2
- Huge Global cunami Followed Dinosaur-Killing Asteroid Impact, EOS, https://eos.org/articles/huge-global-cunami-followed-dinosaur-killing-asteroid-impact
- Megacunami swept over Mars after massive asteroid hit the Red Planet, Space.com, https://www.space.com/mars-megacunami-massive-asteroid-impact-crater
soncniblog.com 