In situ evidence for continental crust on early Mars [abstract]
Understanding of the geologic evolution of Mars has been greatly improved by recent orbital, in situ and meteorite data, but insights into the earliest period of Martian magmatism (4.1 to 3.7 billion years ago) remain scarce. The landing site of NASA’s Curiosity rover, Gale crater, which formed 3.61 billion years ago within older terrain, provides a window into this earliest igneous history. Along its traverse, Curiosity has discovered light-toned rocks that contrast with basaltic samples found in younger regions. Here we present geochemical data and images of 22 specimens analysed by Curiosity that demonstrate that these light-toned materials are feldspar-rich magmatic rocks. The rocks belong to two distinct geochemical types: alkaline compositions containing up to 67 wt% SiO2 and 14 wt% total alkalis (Na2O + K2O) with fine-grained to porphyritic textures on the one hand, and coarser-grained textures consistent with quartz diorite and granodiorite on the other hand. Our analysis reveals unexpected magmatic diversity and the widespread presence of silica- and feldspar-rich materials in the vicinity of the landing site at Gale crater. Combined with the identification of feldspar-rich rocks elsewhere and the low average density of the crust in the Martian southern hemisphere, we conclude that silica-rich magmatic rocks may constitute a significant fraction of ancient Martian crust and may be analogous to the earliest continental crust on Earth.
La ricerca si è concentrata sulle rocce di colore chiaro trovate da Curiosity lungo la strada percorsa all'interno del cratere Gale, a Yellowknife Bay per esempio. Queste potrebbero rappresentare la prima prova di una crosta continentale su Marte.
"Lungo il percorso del rover abbiamo visto delle belle rocce con grandi cristalli brillanti, abbastanza inaspettate per Marte", ha detto Roger Wiens del Los Alamos National Laboratory, scienziato di punta sullo strumento ChemCam. "Come regola generale, i cristalli di colore chiaro hanno una minore densità e sono abbondanti nelle rocce ignee che formano i continenti della Terra", ha aggiunto.
Marte finora era stato visto come un pianeta quasi interamente basaltico, con rocce ignee scure, relativamente dense, simili a quelle che compongono la crosta oceanica terrestre. Tuttavia, il cratere Gale, scavato da un impatto 3,6 miliardi di anni fa in un terreno più antico, ha offerto una finestra sulla storia geologica del pianeta.
I 22 target studiati dal rover e selezionati per questa ricerca, sono stati classificati come rocce ricche di feldspati, con qualche quarzo, inaspettatamente simili alla granitica crosta continentale terrestre.
Frammento igneo chiamato Harrison, incastonato in un conglomerato trovato nel cratere Gale.
Credit: NASA/JPL-Caltech/LANL/IRAP/U. Nantes/IAS/MSSS
Secondo Violaine Sautter, primo autore dello studio, questi componenti della crosta marziana primitiva hanno una forte somiglianza con ciò che i geologi chiamano TTG, Tonalite, Trondhjemite, Granodiorite, considerati i resti della prima crosta continentale del periodo Archeano (tra 3800 e 2500 milioni di anni fa).
Tali risultati non confermano attività magmatica o presenza di placche tettoniche ma suggeriscono che sarebbero potute esistere sull'antico Pianeta Rosso. I campioni di roccia presi in esame potrebbero provenire, ad esempio, dalla parziale fusione di basalti durante un movimento di subduzione. La teoria supporterebbe, inoltre, idee parallele di altri gruppi di ricerca, come quelle di An Yin, geologo planetario presso UCLA che, analizzando centinaia di immagini catturate dal Mars Odyssey e dal Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, è convinto di aver individuato segni inconfondibili della tettonica a placche nella Valles Marineris.
