گِل فشانهای مریخی

دوشنبه 15 آذر 1389 - 02:30 | شاخه :

رویدادهای نجومی | 2834 بازدید | 0 دیدگاه

The Role of Mud Volcanoes in the Evolution of Hecates Tholus Volcano on the surface of Mars دکتر عباس کنگی- استاد دانشگاه

خلاصه :

Hecates Tholus Volcano تحولات فراوانی را در طول تاریخچه تکامل خود پشت سر گذاشته است. بعلاوه، پدیده هایی که در سطح این آتشفشان شکل گرفته، چشم انداز مناسبی از تحولات زمین شناسی اخیر مریخ را در اختیار ما قرار می دهد. در محدوده مخروط این آتشفشان، اغلب گدازه ها توسط پوشش ضخیمی از رسوبات سست (احتمالا ترکیبات رسی) پوشیده شده. وجود چنین رسوباتی در پای (Base) مخروط آتشفشان، سبب شکل گیری چندین زمین لغزش بزرگ گردیده است. بعلاوه جریان آب مایع بر روی مخروط آتشفشان کانالهای شعاعی فراوانی را بوجود آورده. تشکیل چنین ساختمانهایی بر روی مخروط یک آتشفشان، فقط در صورت فوران گل فشان از دهانه آن ممکن می باشد. بعلاوه تداوم خروج مواد گل مانند به همراه آب داغ از دهانه آتشفشان، شرایط مناسبی جهت رشد و تکامل ارگانیسم های گرما دوست را فراهم می کند.

گل فشان Mud Volcono زمین لغزش Land slide

مقدمه :

1- تصاویر و نقشه هایی که طی ماموریتهای 3 دهه اخیر از سطح مریخ بدست آمده، جزئیات فراوانی از چهره های تراشیده شده توسط جریان آب در سطح این سیاره اسرار آمیز را نمایان کرده است(Carr, 1996).

وجود چنین ساختمانهایی بر روی مخروط Hecates Tholus Volcano حکایت از تنوع محیط های حضور آب در سطح مریخ دارد. بدون شک فوران آبهای داغ و رسوبات گل مانند از دهانه یک مخروط آتشفشانی محیط مناسبی برای رشد برخی از موجودات سرسخت می باشد. بعلاوه مطالعه این رسوبات جوان، برخی تحولات زمین شناسی و اقلیمی سیاره را در طی چند میلیون سال اخیر مشخص می کند.

در این مقاله سعی شده نقش گل فشانها در تکامل Hecates Tholus Volcano مورد بررسی قرار گیرد و حاشیه آتشفشانهای نیمه فعال مریخ به عنوان یکی دیگر از پتانسیل های ذخیره کننده حیات معرفی گردد.

Hecates Tholus Volcano:

سطح مریخ دارای پهنه های وسیعی از مناطق ولکانیکی می باشد. فعالیتهای آتشفشانی در سرزمینهای مرتفع جنوبی بیش از 3 بیلیون سال قبل متوقف گردیده، اما اکثر آتشفشانهای جوان و غول پیکر مریخ در سرزمینهای کم ارتفاع شمالی قرار دارند و طی 2 بیلیون سال گذشته فعالیت داشته اند. این مراکز آتشفشانی به 3 منطقه Tharsis, Elysium و Hellas محدود گردیده و تحت تاثیر نقاط داغ موجود در مانتل فعالیت کرده اند. آخرین فعالیتهای آتشفشانی این مناطق مربوط به جریانهای گدازه ای بر روی کوه المپیوس می باشد، که طی 20 تا 200 میلیون سال قبل رخ داده است (Greely and Spudis, 1981).

نقاط داغ Hotspot مانتل Mantle گل فشان Mud Volcono

سرزمینهای مرتفع جنوبی Southern Highland سرزمینهای کم ارتفاع شمالیNorthern Lowland

آتشفشان Hecates Tholus با موقعیت 7و31 شمالی و 150 شرقی در شمال کوه Elysium قرار دارد. این آتشفشان با 5300 متر ارتفاع دارای کالدرایی به قطر 10 کیلومتر و عمق 600 متر می باشدhttp://esamultimedia.esa.int/images/marsexpress/ . تراکم کراترهای برخوردی در پهلوی شرقی آتشفشان دلالت بر سن قابل توجه آتشفشان دارد. اما عدم وجود کراترهای برخوردی در پهلوی غربی نشان دهنده فوران موادی است، که کراترهای برخوردی این بخش را مدفون نموده. تصاویر با رزلوشن بالا که در یکم مارس2004توسط دوربین (HRSC) Mars Express از دهانه این آتشفشان گرفته شده، دلالت بر وجود جریان های ناشی از حرکت آب بر روی مخروط این آتشفشان دارد. بعلاوه تحت تاثیر خروج آب از دهانه آتشفشان لبه های کالدرا توسط دو کانال عمیق بریده شده (شکل 1).

کالدرا Caldera (گودال دایره ای شکل که در قله آتشفشان وجود دارد)

تصاویر با رزلوشن بالا High-resolution imagery

زمین لغزش در دامنه های Hecates Tholus Volcano:

تصاویر فضاپیما Mars Odyssey (THEMIS) ، وجود چند زمین لغزش بزرگ را در بخش شرقی و شمال شرق Hecates Tholus Volcano نمایان کرده است(شکل 2). بر اساس اندازه گیری های انجام شده، ضخامت مواد لغزشی در این مناطق بین 200 تا 300 متر می باشد. باتوجه به اینکه اغلب زمین لغزشها در مصالح ریزدانه (مانند رس و لای) و اشباع از آب رخ می دهد، بنظر می رسد ضخامت قابل توجهی از مواد گل مانند، اکثر مناطق مخروط آتشفشان را پوشانده است. با توجه به عدم وجود کراترهای برخوردی بر روی بیشتر این مناطق، به نظر می رسد این مواد طی فعالیتهای اخیر آتشفشان، از دهانه خارج شده و بصورت توده های عظیمی از گل در پهلوهای آتشفشان انباشته شده است.

گل فشانها (Mud volcanoes) :

2- در طی فعالیتهای آتشفشانی علاوه بر قطعات سنگ، گدازه، خاکستر و گازهای آتشفشانی، در برخی موارد محصولات غیر عادی تولید می گردد. این محصولات که غالبا مخلوطی از آب و گرد و غبار آتشفشانی می باشند، بصورت جریانهایی از گل مایع از دهانه آتشفشان خارج می گردد و mud volcanoes نامیده می شود. معمولا فعالیت mud volcanoes با چندین انفجار و صدای مهیب آغاز می گردد. سپس مقادیر زیادی گل سیاه رنگ و بدبو به همراه آب داغ و گازهای سوزان از دهانه آتشفشان خارج می شود. جوشیدن آب و فوران گل از دهانه آتشفشان سبب انباشته شدن مقدار زیادی گل در اطراف آتشفشان می گردد. بدین ترتیب مواد گل مانند بصورت یک پوشش، پهنه وسیع پایین (mountain's base) آتشفشان را در بر می گیرد و در میان گل های سست، شیارهایی جهت خروج آب بوجود می آید. فورانهای mud volcanoes در ، Sicily ، Java و دریای Azof نمونه های بسیار جالب از چنین فعالیتهای آتشفشانی در سطح زمین است (Morris, C.E. & Lotchin, R.W., 2002).

براساس تصاویر با رزلوشن بالا از آتشفشان Hecates Tholus ، این احتمال وجود دارد که خطوط شعاعی و دو مجرای اصلی خارج شده از داخل کالدرا، در اثر جریانهای ناشی از حرکت آب حفر شده باشد. بعلاوه رسوبات سست موجود در بخش غربی کراتر هیچ شباهتی به گدازه های آتشفشانی نداند، بلکه این مواد قابل مقایسه با محصولات ناشی از Mud Volcono در سطح زمین می باشد. بنابراین این احتمال وجود دارد که در طی فعالیتهای اخیر Hecates Tholus مقادیر زیادی مواد گل مانند به همراه آبهای جوشان از دهانه آتشفشان خارج شده و بصورت رسوبات سست در پای آتشفشان نهشته گردیده باشد. این رسوبات سست و اشباع از آب پتانسیل بالایی برای ایجاد زمین لغزش در پای (Base) مخروط آتشفشان را فراهم کرده است.

شکل گیری چاله های زنجیری (Pit Chains) در غرب Hecate Tholus) :

3- تصاویر با رزلوشن بالا بسیاری از چاله های کراتری مخروطی شکل را بر سطح مریخ آشکار نموده. است.

4- چاله های کراتری فاقد لبه کراتری برجسته یا رسوبات بیرون ریخته می باشند. این اشکال مخروطی شباهت زیادی به ساختمانهای حاصل از ریزش مواد سست در فضاهای خالی زیر سطحی دارند. (Wyrick et al 2004).

مدل سازیهای آزمایشگاهی حکایت از آن دارد که در سطح مریخ چاله های زنجیره ای به موازات گسلهای نرمال شکل گرفته اند. فعالیت اتساعی گسلهای نرمال تحت تاثیر کاهش شیب آنها در عمق، امکان ایجاد فضاهای خالی و فروریزش رسوبات سست سطحی را فراهم می کند. این فرایند سبب تشکیل چاله های مخروطی به موازات گسلها نرمال می گردد. (David, et. al., 2004). چاله های زنجیره ای سطح مریح شباهت بسیار زیادی با چاله های حاصل از لغزش گسلهای لرزه ای در ایسلند دارند (Wyrick et al 2004).

یکی از نمونه های بسیار جالب از چاله های زنجیره ای در بخش غربی آتشفشان Hecate Tholus شکل گرفته است (شکل 1 ). این بخش از دامنه آتشفشان که از محصولات ناشی از Mud Volcano تشکیل شده، پتانسیل بالایی برای زمین لغزش دارد. در این بخش تعداد زیادی ترکهای کششی با راستای شمالی جنوبی بر روی دامنه تشکیل شده است.ایجاد ترکهای کششی یکی از نشانه های اصلی، قبل از گسیخته شدن دامنه ها می باشد. این ترکهای کششی همانند گسلهای نرمال با ایجاد فضاهای خالی در عمق، امکان فروریزش طبقات فوقانی و تشکیل چاله های زنجیره ای را در سطح فراهم می کند. بنابراین مجموعه چاله های زنجیری کمانی شکل در بخش غربی آتشفشان Hecate Tholus نشانه ای از یک زمین لغزش جدید می باشد، که مراحل اولیه تکامل خود را طی می کند.

لغزش گسل اتساعی Dilational fault slip

چاله های زنجیره ای Pit chaons چاله های کراتری Pit craters

کانالهای جریانی در اطراف Elysium Planitia:

10- درElysium Planitia از شمال بطرف جنوب سه آتشفشان Hecates Tholus, Elysium Mons and Albor شکل گرفته است. در اطراف این منطقه آتشفشانی، مجموعه ای از کانالهای جریانی وجود دارد که غالبا در طی چند میلیون سال اخیر شکل گرفته است. این کانالها عموما با طرح شعاعی از دهانه سه آتشفشان اصلی منشاء گرفته و در بعضی موارد تا چند 100 کیلومتر گسترش یافته اند. رسوبات نهشته شده در بستر این کانالها حکایت از طغیان رودخانه هایی دارد که حاوی مقادیر زیادی آب به همراه گل بوده است. یکی از جالب ترین نمونه های کانالهای جریانی، Athabasca Vallis در جنوب کوه آتشفشان Albor Tholus می باشد. شواهد زمین شناسی دلالت بر آن دارد که این کانال تحت تاثیر جریانهای سیلابی در طی چند میلیون سال اخیر تشکیل شده است [20,21]. رسوبات موجود در بستر Athabasca Vallis منشاء هیدروترمال داشته که تحت تاثیر جریانی از آب و گل در بستر کانال نهشته گردیده است [22]. بنابراین این احتمال وجود دارد که طی چند میلیون سال اخیر، فورانهای بزرگ آب به همراه گل علاوه بر Hecates Tholus Volcano در دیگر آتشفشانهای Elysium Planitia نیز رخ داده باشد. این فعالیتها بصورت فوران گل فشانها منشاء اصلی کانالهای جریانی موجود در منطقه آتشفشانهای Elysium Planitia می باشد.

تجمع های میکروبیولوژیکی در مجاور گل فشانها :

20- تغییر فعالیتهای آتشفشانی از خروج گدازه به جوشش آب و فوران گل، می تواند یک موقعیت مناسب برای سکونت و تجمع های میکروبیولوژیکی ایجاد کند. چنین شرایطی در محل چشمه های آب گرم زمینی نیز قابل مشاهده است (Segerer et al., 1993).چنین ارگانیسم های گرما دوست، با سوخت و سازهای متنوع، توانایی زندگی در شرایط نامناسب را دارند و می توانند از ترکیبات آهن و دیگر منابع انرژی موجود در محیط بهرمند شوند .(Schonheit and Schafer., 1995) بنابراین می توان پیش بینی کرد مجموعه های حیاتی در داخل رسوبات گل مانند حاشیه Hecates Tholus Volcano و دیگر آتشفشانهای Elysium Planitia بصورت مجموعه های میکروبی، در شکل استروماتولیت و میکرو فسیل ها قابل دسترسی باشد.

نتیجه گیری

کانالهای شعاعی و دو مجرای خارج شده از کالدرا Volcano Hecates Tholus تحت تاثیر جریانهای ناشی از حرکت آب بوجود آمده است. بعلاوه شکل گیری چندین زمین لغزش بزرگ و چاله های زنجیره ای در پهلوی غربی آتشفشان دلالت بر انباشته شدن حجم عظیمی از رسوبات گل مانند در پای این آتشفشان مرتفع دارد. این رسوبات سست تحت تاثیر فوران Mud Volcono در آخرین مراحل فعالیت آتشفشان تشکیل شده اند. این تغییر آشکار در نوع فعالیت آتشفشان می تواند نشانه ای از آغاز دوره جدیدی از مراحل تکامل آتشفشانها در سطح مریخ باشد. بعلاوه این احتمال وجود دارد که در طی فوران گل و جوشش آب از دهانه آتشفشان، تجمع های میکروبیولوژیک در داخل رسوبات گل مانند تکامل یافته و بصورت میکرو فسیل قابل دسترسی باشد.

اشتراک گذاری در:

بیشتر بخوانید

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.