Si chiama ignimbrite ed è una roccia piroclastica, sia ignea che sedimentaria. Su Marte potrebbe essere legata al substrato roccioso ricco di olivina nel cratere Gusev e dentro e intorno al cratere Jezero e potrebbe indicare che tipo di vulcanesimo ha avuto il pianeta in passato. I risultati dello studio sono stati recentemente pubblicati su Icarus.
L'esposizione di substrato roccioso ricco di olivina e anche di carbonato collega il cratere Gusev, esplorato 16 anni fa dal rover Spirit della NASA e la regione di Nili Fossae dove il rover Mars 2020 Perseverance sta attualmente esplorando nel cratere Jezero. Entrambe le località hanno la più alta abbondanza di olivina mai identificata su Marte e sembra che si siano formati in modo simile.
"Ci sono molte idee per l'origine del substrato roccioso ricco di olivina che copre vaste porzioni di una regione chiamata Nili Fossae, che include il cratere Jezero", ha detto Ruff. "È un dibattito che va avanti da quasi 20 anni".
Dall'olivina alla ignimbrite
L'olivina è un comune minerale silicato che proviene dal magma generato nel mantello di Marte. Dato che la stessa cosa succede sulla Terra, gli scienziati ritengono che un certo tipo di processo vulcanico possa spiegare l'origine delle rocce ricche di olivina anche sul Pianeta Rosso. Ma in precedenza erano stati proposti scenari che andavano da colate laviche a un impatto gigantesco che dragava l'olivina dal mantello. Ruff e il team volevano confermare queste ipotesi cercando la cenere delicatamente depositata dai pennacchi vulcanici ma, invece, hanno scoperto una storia molto più violenta.
In particolare, Ruff ha esaminato i mosaici di immagini raccolte dal Microscopic Imager del rover Spirit, notando alcune rocce dalla trama insolita. Quindi, ha cercato un analogo in una biblioteca online di immagini di rocce terrestre, fin quando non ne ha trovate alcune quasi identiche. "Quello è stato un momento eureka", ha detto Ruff.
Queste foto corrispondevano a un certo tipo di roccia chiamata "ignimbrite" che si forma come risultato dei flussi di cenere piroclastica, pomice e blocchi delle più grandi esplosioni vulcaniche conosciute sulla Terra. "Immaginate una nuvola avvolgente di gas caldi e cenere e pomice quasi fuse che scorrono attraverso il paesaggio per dozzine di chilometri e si accumulano in strati spessi fino a centinaia di metri in pochi giorni", ha detto Ruff. Dopo la formazione, i depositi di ignimbrite si raffreddano lentamente nel corso di mesi o anni. Ciò porta a intricate reti di fratture note come giunti di raffreddamento, che si formano quando gli spessi cumuli di cenere e pomice si contraggono. A sostegno di questa nuova tesi, Ruff ha riconosciuto modelli di frattura notevolmente simili nei depositi rocciosi ricchi di olivina su Marte. Sulla Terra, gli ignimbriti si trovano in luoghi come il Parco Nazionale di Yellowstone negli Stati Uniti occidentali.
L'immagine a sinistra è un mosaico del Microscopic Imager di Spirit e mostra caratteristiche di tonalità scure orientate diagonalmente con forme simili a fiamme che sono possibili frammenti di pomice appiattiti che includono cristalli di tonalità chiara (rettangolo bianco), entrambi simili a quelli nell'esempio di ignimbrite dalla Terra a destra.
Crediti: NASA/JPL/USGS e Scripps Institution of Oceanography
"Nessuno aveva precedentemente suggerito gli ignimbriti come spiegazione del substrato roccioso ricco di olivina su Marte", ha detto Ruff. "Ed è possibile che questo sia il tipo di roccia su cui il rover Perseverance ha guidato e campionato nell'ultimo anno".
A questo punto, tutti i luoghi con un substrato roccioso ricco di olivina sul Pianeta Rosso sono depositi di ignimbrite candidati e tutti, in effetti, sembrano essersi formati all'inizio della storia di Marte, durante il primo miliardo di anni circa.
"La composizione ricca di olivina è insolita per la maggior parte degli ignimbriti sulla Terra, ma ci sono prove di questa composizione nei depositi più antichi. Ora la forte evidenza di antichi ignimbriti ricchi di olivina su Marte, indica forse uno stile di vulcanismo, eruzioni cataclismatiche e esplosive di magma ricco di olivina, che si verificano nella prima evoluzione geologica di un pianeta", ha detto Ruff.
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