Ученые из Университета Ниигаты в Японии провели необычный эксперимент, чтобы понять, как формируются так называемые «безкорневые» конусы — уникальные вулканические структуры, встречающиеся как на Земле, так и на Марсе. Они смоделировали формирование псевдократеров, используя крахмальный сироп и пищевую соду. Работа опубликована в журнале Journal of Volcanology and Geothermal Research (JVGR).
«Безкорневые» конусы, или псевдократеры, образуются не из-за извержения магмы из глубин планеты, а в результате взрывов, вызванных взаимодействием лавы с водой. Когда раскаленная лава покрывает водоносный слой, вода мгновенно испаряется, создавая мощные взрывы, которые формируют характерные конусы. На Земле такие структуры встречаются, например, в Исландии, но их гораздо больше на Марсе, где они образуют обширные поля.
Чтобы воссоздать процесс формирования псевдократеров, доцент Рина Ногучи и ее студент Ватару Накагава использовали необычные материалы: нагретый крахмальный сироп в качестве аналога лавы и смесь пищевой соды с сиропом для тортов, имитирующую водоносный слой.
Однако сироп нагревается только до 140°C, что недостаточно для испарения воды. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали реакцию термического разложения пищевой соды, которая выделяет углекислый газ и усиливает пенообразование. Это позволило смоделировать взрывы, похожие на те, что формируют псевдократеры.
Ученые варьировали толщину слоя сиропа в стакане и наблюдали за образованием «каналов» — аналогов вулканических жерл. Оказалось, что чем толще слой «лавы», тем больше конкуренции между каналами, что приводит к их разрушению. Это объясняет, почему на Марсе в областях с толстыми лавовыми потоками меньше псевдократеров. Кроме того, в условиях, где каналов много (и, соответственно, много псевдократеров), взрывы были менее интенсивными из-за ограниченного количества воды. Это согласуется с наблюдениями на Марсе, где в областях с тонкими лавовыми потоками псевдократеры практически отсутствуют.
Исследование не только углубляет понимание процессов формирования псевдократеров на Земле, но и помогает интерпретировать геологические особенности Марса. Ученые планируют продолжить работу, сочетая полевые исследования с данными дистанционного зондирования, чтобы уточнить модели формирования этих структур и лучше понять условия, в которых они возникали на Красной планете.
Ранее ученые рассказали, как присутствие суперземли могло бы повлиять на Солнечную систему.
