داده‌های این‌سایت نشان می‌دهد دره مارینر در مریخ هنوز از نظر تکتونیکی فعال است

لغزش افقی بلوک‌های پوسته در عمق ۲۰ تا ۴۰ کیلومتری زیر سطح مریخ مشخص می‌کند که آیا پوسته این سیاره همچنان تغییر شکل می‌دهد یا خیر. هنگامی که توده‌های سنگ در امتداد یک گسل عمیق از کنار هم عبور می‌کنند، امواج لرزه‌ای آزاد می‌کنند که درون سیاره منتشر می‌شود. چنین حرکت امتدادلغز عمیقی، نشانه قطعی یک سامانه تکتونیکی زنده است.[1]

در ۲۵ اوت ۲۰۲۱، سطح‌نشین این‌سایت ناسا دقیقا چنین تخلیه انرژی را ثبت کرد. این رویداد لرزه‌ای که با شناسه S0976a ثبت شد، امواجی با فرکانس پایین را به سراسر مریخ فرستاد. این تنها مریخ‌لرزه ثبت‌شده در طول ماموریت چهارساله بود که خاستگاه آن نیمکره غربی سیاره بود.[1][2]

تحلیلی تازه که در ۱۵ اکتبر در نشریه نیچر کامیونیکیشنز (Nature Communications) منتشر شد، منشا این شکل‌موج مشخص را مستقیما به لبه غربی دره مارینر متصل می‌کند. این یافته‌ها تایید می‌کنند که بزرگ‌ترین سامانه دره‌ای منظومه شمسی، امروزه همچنان از نظر تکتونیکی فعال است.[1][3]

جونگ-هون سونگ، نویسنده ارشد این پژوهش از کالج سلطنتی لندن، توضیح می‌دهد: «پیش‌تر تصور می‌شد دره مارینر یک چشم‌انداز فسیل‌شده و مرده است، اما این مطالعه نشان می‌دهد گسل‌های آن هنوز می‌توانند بلغزند و مریخ‌لرزه ایجاد کنند.» این یافته فرضیات دیرینه درباره زمین‌شناسی مریخ را به چالش می‌کشد.[2]

رمزگشایی از مریخ‌لرزه در دوردست

رویداد S0976a به دلیل فاصله بسیار زیاد از ایستگاه لرزه‌نگاری به شکلی غیرمعمول رخ داد. سطح‌نشین این‌سایت هزاران کیلومتر آن‌سوتر در دشت الیسیوم قرار داشت، بنابراین پژوهشگران برای بازسازی هندسه گسل تنها از یک نقطه رصدی، ناچار به تکیه بر مدل‌سازی پیشرفته شکل‌موج بودند.[1][4]

پژوهشگران دانشگاه کلمبیا و کالج سلطنتی لندن قطبش و زمان رسیدن امواج لرزه‌ای را برای مشخص کردن کانون زمین‌لرزه بررسی کردند. داده‌ها حاکی از سازوکار امتدادلغز بود؛ به این معنی که زمین در امتداد صفحه گسل به صورت جانبی جابه‌جا شده بود، نه عمودی.[1][3]

گسیختگی در عمق ۲۰ تا ۴۰ کیلومتری رخ داد که آن را دقیقا در اعماق پوسته مریخ جای می‌دهد. چنین خاستگاه عمیقی نشان‌دهنده یک حرکت تکتونیکی ساختاری بود، نه انقباض حرارتی کم‌عمق که معمولا بسیار نزدیک‌تر به سطح رخ می‌دهد.[1][5]

برای اطمینان از اینکه سیگنال واقعا منشا تکتونیکی داشته، تیم تحقیق گزینه‌های سطحی دیگر را به صورت روشمند رد کرد. آن‌ها تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا از منطقه کانونی را برای یافتن دهانه‌های برخوردی تازه که نشانه برخورد شهاب‌سنگ باشد، به دقت بررسی کردند.[1][2]

آن‌ها همچنین دیواره‌های شیب‌دار دره را برای یافتن زمین‌لغزش‌ها یا ریزش‌های بزرگ صخره که می‌توانند امضای لرزه‌ای مشابهی ایجاد کنند جستجو کردند. تصاویر هیچ‌گونه جابه‌جایی توده‌ای جدیدی را نشان نداد و لغزش گسل عمیق را به عنوان تنها منبع ممکن برای رویداد اوت ۲۰۲۱ تایید کرد.[1][6]

بازاندیشی در یک چشم‌انداز منجمد

مدل‌های استاندارد سیاره‌ای همواره فرض کرده بودند که مریخ سرد شده و به یک خواب ابدی زمین‌شناختی فرو رفته است. از آنجا که این سیاره مانند زمین پوسته‌ای تکه‌تکه از صفحات تکتونیکی متحرک ندارد، عوارض عظیم آن به عنوان یادگارهای منجمد از دوران پرانرژی اولیه در نظر گرفته می‌شدند.[2][3]

دره مارینر بیش از ۴۰۰۰ کیلومتر در امتداد استوای مریخ کشیده شده و عمق آن به هفت کیلومتر می‌رسد. این پدیده ژرف‌دره گرند کنیون زمین را کوچک جلوه می‌دهد و گمان می‌رفت میلیاردها سال پیش، هم‌زمان با متورم شدن منطقه آتشفشانی تارسیس و شکافته شدن پوسته، شکل گرفته باشد.[4][5]

اجماع حاکم بر این باور بود که به محض متوقف شدن رشد برآمدگی تارسیس، نیروهای کششی نیز پایان یافتند و سامانه دره‌ای را در جای خود قفل کردند. داده‌های لرزه‌ای جدید مستقیما این فرض قفل‌شدگی دائمی پوسته را نقض می‌کند.[1][2]

در مقابل، لیتوسفر مریخ هنوز تحت تنش‌های به ارث‌رسیده از گذشته در حال تغییر شکل است. وزن عظیم فلات آتشفشانی تارسیس همچنان به پوسته مجاور فشار می‌آورد و انرژی مکانیکی لازم را برای فعال‌سازی مجدد سامانه‌های گسلی از پیش موجود در اعماق زمین فراهم می‌کند.[1][3]

پیامدها برای تکامل مریخ

کشف فعال ماندن دره مارینر، دانشمندان علوم سیاره‌ای را وادار می‌کند تا نحوه مدل‌سازی تکامل حرارتی و مکانیکی مریخ را بازنگری کنند. سیاره‌ای که قادر به ایجاد گسل‌های امتدادلغز عمیق است، باید انرژی درونی بیشتری نسبت به محاسبات قبلی در خود حفظ کرده باشد.[2][4]

هرچند مریخ بی‌تردید کم‌فعال‌تر از زمین است، اما رویداد S0976a نشان می‌دهد که بلوک‌های عمیق پوسته همچنان در حال تطبیق با میدان‌های تنش منطقه‌ای هستند. آن‌ها مدام کرنش انباشته‌شده را از طریق زمین‌لرزه‌های مقطعی آزاد می‌کنند که گواهی است بر خاموش نبودن کامل سیاره.[1][5]

این یافته‌ها همچنین محدودیت‌های تکیه صرف بر تصویربرداری مداری را برای تعیین قدمت فعالیت‌های زمین‌شناختی برجسته می‌سازد. یک گسل ممکن است از مدار کاملا باستانی و بدون تغییر به نظر برسد، اما در عمق ۳۰ کیلومتری، جایی که فرسایش سطحی نمی‌تواند شواهد را پاک کند، همچنان لغزش‌های فعالی داشته باشد.[1][3]

از آنجا که لرزه‌سنج این‌سایت در دسامبر ۲۰۲۲ به دلیل نشستن غبار روی صفحات خورشیدی برای همیشه خاموش شد، دانشمندان نمی‌توانند برای تایید این الگوها منتظر مریخ‌لرزه‌های تازه بمانند. در عوض، آن‌ها این روش‌های تحلیلی نوین را روی فهرست موجود شامل ۱۳۱۹ زمین‌لرزه ماموریت به کار می‌گیرند.[2][4]

هدف‌گیری پهنه‌های گسلی فعال

تایید گسل‌خوردگی فعال در دره مارینر، شیوه تعیین محل‌های فرود برای ماموریت‌های آینده را عمیقا تغییر می‌دهد. مناطق فعال تکتونیکی دریچه‌ای بی‌نظیر به محیط زیرسطحی و وضعیت حرارتی سیاره باز می‌کنند و به اولویت‌های بالای اکتشاف تبدیل می‌شوند.[3][5]

گسل‌خوردگی عمیق می‌تواند مسیرهایی را برای مهاجرت سیالات یا گازهای زیرسطحی به سمت سطح باز کند. گرچه شواهد مستقیمی از وجود آب مایع در این دره در عصر حاضر وجود ندارد، اما شکستگی‌های فعال هدفی حیاتی در جستجوی زیستگاه‌های زیرسطحی به شمار می‌روند.[1][2]

پژوهشگران اکنون در حال تطبیق کانون زمین‌لرزه S0976a با داده‌های مداری هستند تا نشانه‌های ظریف تغییر شکل سطح را ردیابی کنند. هدف آن‌ها شناسایی دقیق بخش‌هایی از گسل است که در این سامانه عظیم دره‌ای تنش‌های تکتونیکی کنونی را تخلیه می‌کنند.[1][6]

این پژوهش که با مشارکت دویون کیم و اف. کولاووله تدوین شده، مبنایی تازه برای ژئوفیزیک مریخ تعریف می‌کند. این بررسی ثابت می‌کند که حتی یک ایستگاه لرزه‌نگاری منفرد نیز می‌تواند پویایی ساختاری عمیق دنیایی را که زمانی کاملا ساکن پنداشته می‌شد، رمزگشایی کند.[1][2]