Misia NASA Magellan odhalila možnú tektonickú aktivitu na Venuši

Nový výskum naznačuje, že rozsiahle povrchové útvary na Venuši nazývané koróny sú naďalej formované tektonickými procesmi. Pozorovania týchto útvarov z misie NASA Magellan zahŕňajú, v smere hodinových ručičiek zľava hore, korónu Artemis, korónu Quetzalpetlatl, korónu Bahet a korónu Fotla.
NASA/JPL-Caltech

Na základe archívnych údajov z misie, ktorá bola spustená v roku 1989, vedci objavili nové dôkazy o tom, že povrch planéty môže byť deformovaný tektonickou činnosťou.

Podľa nového výskumu založeného na údajoch získaných pred viac ako 30 rokmi misiou NASA Magellan môžu rozsiahle kvázi kruhové útvary na povrchu Venuše prezrádzať, že na planéte prebieha tektonika. Na Zemi sa povrch planéty neustále obnovuje neustálym posúvaním a recykláciou mohutných častí kôry, nazývaných tektonické dosky, ktoré sa vznášajú nad viskóznym vnútrom. Venuša nemá tektonické dosky, ale jej povrch je stále deformovaný roztaveným materiálom zospodu.

V snahe lepšie pochopiť základné procesy, ktoré spôsobujú tieto deformácie, vedci skúmali typ útvaru nazývaného koróna. O koróne, ktorá má veľkosť od desiatok do stoviek kilometrov, sa najčastejšie predpokladá, že je to miesto, kde sa dvíha horúci, vztlakový materiál z plášťa planéty, ktorý tlačí na litosféru nad ním. (Litosféra zahŕňa kôru planéty a najvrchnejšiu časť jej plášťa.) Tieto štruktúry majú zvyčajne oválny tvar a obklopuje ich sústredný systém zlomov. Na Venuši sú známe stovky korón.

Nová štúdia, publikovaná v časopise Science Advances, podrobne opisuje novoobjavené známky aktivity na povrchu alebo pod povrchom, ktoré formujú mnohé z korón Venuše, ktoré môžu tiež poskytnúť jedinečné okno do minulosti Zeme. Vedci našli dôkazy o tejto tektonickej činnosti v údajoch z misie NASA Magellan, ktorá v 90. rokoch minulého storočia obiehala Venušu a zhromaždila najpodrobnejšie gravitačné a topografické údaje o planéte, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii.

„Koróny sa dnes na Zemi nenachádzajú, mohli však existovať, keď bola naša planéta mladá a predtým, ako sa vytvorila dosková tektonika,“ povedal hlavný autor štúdie Gael Cascioli, asistent výskumného pracovníka na Marylandskej univerzite v Baltimore County a Goddardovom centre vesmírnych letov NASA v Greenbelte v štáte Maryland. „Kombináciou gravitačných a topografických údajov tento výskum poskytol nový a dôležitý pohľad na možné podpovrchové procesy, ktoré v súčasnosti formujú povrch Venuše.“

Tento umelecký koncept veľkej koróny Quetzalpetlatl, ktorá sa nachádza na južnej pologuli Venuše, znázorňuje aktívny vulkanizmus a subdukčnú zónu, kde sa predná kôra ponára do vnútra planéty. Nová štúdia naznačuje, že koróny sú miestom viacerých typov tektonickej aktivity.
NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin

Ako členovia pripravovanej misie NASA VERITAS (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) sa Cascioli a jeho tím zaujímajú najmä o gravitačné údaje s vysokým rozlíšením, ktoré sonda poskytne. Spoluautor štúdie Erwan Mazarico, tiež z Goddardu, bude spoluvedúcim gravitačného experimentu VERITAS, keď misia odštartuje najskôr v roku 2031

Záhadné koróny

Magellan, ktorý riadi Laboratórium prúdového pohonu NASA v južnej Kalifornii, použil svoj radarový systém, aby videl cez hustú atmosféru Venuše a zmapoval topografiu jej hôr a plání. Spomedzi geologických útvarov, ktoré sonda mapovala, boli koróny azda najzáhadnejšie: nebolo jasné, ako vznikli. V nasledujúcich rokoch vedci našli mnoho korón na miestach, kde je litosféra planéty tenká a prúdenie tepla vysoké.

„Koróny sú na Venuši hojné. Sú to veľmi veľké útvary a ľudia v priebehu rokov navrhovali rôzne teórie o tom, ako vznikli,“ povedala spoluautorka Anna Gülcherová, vedkyňa zaoberajúca sa Zemou a planétami na univerzite vo švajčiarskom Berne. „Najvzrušujúcejšie na našej štúdii je, že teraz môžeme povedať, že ich vznik s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobujú rôzne a prebiehajúce aktívne procesy. Domnievame sa, že tie isté procesy sa mohli vyskytovať aj na začiatku histórie Zeme.“

Výskumníci vyvinuli sofistikované 3D geodynamické modely, ktoré demonštrujú rôzne scenáre vzniku korón vyvolaných svahmi, a porovnali ich s kombinovanými gravitačnými a topografickými údajmi z Magellanu. Gravitačné údaje sa ukázali ako kľúčové, pretože pomohli výskumníkom odhaliť menej husté, horúce a vztlakové plumy pod povrchom – informácie, ktoré nebolo možné rozoznať len z topografických údajov. Zdá sa, že 52 zo 75 skúmaných korón má pod sebou plávajúci plášťový materiál, ktorý pravdepodobne poháňa tektonické procesy.

Jedným z kľúčových procesov je subdukcia: Na Zemi k nej dochádza, keď sa okraj jednej tektonickej dosky dostane pod susednú dosku. Trenie medzi doskami môže vyvolať zemetrasenia, a keď sa starý horninový materiál ponorí do horúceho plášťa, hornina sa roztaví a recykluje sa späť na povrch prostredníctvom vulkanických výverov.

Tieto ilustrácie znázorňujú rôzne typy tektonickej aktivity, o ktorých sa predpokladá, že pretrvávajú pod korunami Venuše. Na vrchu je znázornené kvapkanie litosféry a subdukcia; nižšie sú a dva scenáre, pri ktorých horúci plumový materiál stúpa a tlačí na litosféru, čo môže viesť k vulkanizmu nad ňou.
Anna Gülcher, CC BY-NC

Predpokladá sa, že na Venuši sa po obvode niektorých korón vyskytuje iný druh subdukcie. V tomto scenári, keď sa vztlakový plášť horúcej horniny v plášti tlačí nahor do litosféry, povrchový materiál stúpa a šíri sa smerom von, pričom naráža na okolitý povrchový materiál a tlačí tento materiál smerom nadol do plášťa.

Mohlo by ísť aj o ďalší tektonický proces známy ako litosférické kvapkanie, pri ktorom husté akumulácie relatívne chladného materiálu klesajú z litosféry do horúceho plášťa. Vedci tiež identifikovali niekoľko miest, kde môže prebiehať tretí proces: Vulkanizmus nad nimi môže potenciálne poháňať chrlič roztavených hornín pod hrubšou časťou litosféry.

Dešifrovanie Venuše

Táto práca je posledným prípadom, keď sa vedci vrátili k údajom z Magellanu a zistili, že Venuša vykazuje geologické procesy, ktoré sa viac podobajú Zemi, než sa pôvodne predpokladalo. Nedávno sa výskumníkom podarilo na radarových snímkach z orbitálnej sondy spozorovať vybuchujúce sopky vrátane rozsiahlych lávových prúdov, ktoré vyvierajú z Maat Mons, Sif Mons a Eistla Regio.

Zatiaľ čo tieto snímky poskytli priame dôkazy o sopečnej činnosti, autori novej štúdie budú potrebovať ostrejšie rozlíšenie, aby si mohli urobiť úplný obraz o tektonických procesoch, ktoré poháňajú tvorbu koróny. „Gravitačné mapy Venuše VERITAS zvýšia rozlíšenie minimálne dvoj- až štvornásobne, v závislosti od miesta, čo je úroveň detailov, ktorá by mohla revolučne zmeniť naše chápanie geológie Venuše a jej vplyv na ranú Zem,“ uviedla spoluautorka štúdie Suzanne Smrekar, planetárna vedkyňa z JPL a hlavná výskumníčka VERITAS.

Projekt VERITAS, ktorý riadi JPL, bude využívať radar so syntetickou apertúrou na vytvorenie 3D globálnych máp a spektrometer pre blízku infračervenú oblasť, aby zistil, z čoho sa skladá povrch Venuše. Pomocou svojho rádiového sledovacieho systému bude sonda merať aj gravitačné pole planéty, aby určila štruktúru vnútra Venuše. Všetky tieto prístroje pomôžu presne určiť oblasti aktivity na povrchu.

Viac informácií o misii NASA VERITAS nájdete na stránke

https://science.nasa.gov/mission/veritas/

Kontakty pre médiá

Ian J. O’Neill
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-2649
ian.j.oneill@jpl.nasa.gov

Karen Fox / Molly Wasser
NASA Headquarters, Washington
202-358-1600
karen.c.fox@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov