Den vulkanisme av planeten Mars ville ha dukket opp nesten fire milliarder år siden ( Ga ), på slutten av Noas etter flott sen bombardement . Det ville ha kjent sin maksimale intensitet ved Hesperian - mellom 3,7 og 3,2 Ga i henhold til Hartmann og Neukum-skalaen - da ville gradvis blitt svekket i hele Amazonas . Den produserte enorme skjoldvulkaner som er de største kjente vulkanske bygningene i solsystemet : den største av dem, Alba Mons , har en diameter på ca 1600 km ved basen, mens den største er Olympus Mons , på den vestlige kanten av Tharsis. Bulge , som når 22,5 km høy fra base til toppmøte.
Slike dimensjoner forklares med varigheten av vulkansk aktivitet ved hver av disse vulkanene: aktiviteten til Olympus Mons ville ha startet for mer enn 3,8 Ga siden, og den siste lavastrømmen ville ikke dateres. For knapt to millioner år ( Ma ), en dato så nylig på geologisk skala etter 3,8 Ga aktivitet at det ikke utelukker at denne vulkanen kan oppleve andre utbrudd i fremtiden. Denne eksepsjonelle levetiden er en konsekvens av fraværet av tektoniske plater på Mars, i motsetning til på jorden der forskyvningen av litosfæriske plater over varme flekker begrenser aktiviteten til hver vulkan til maksimalt noen få millioner år., Som er altfor kort til tillate dannelse av strukturer som imponerende på jorden som på Mars.
I tillegg til store skjoldvulkaner, har marsvulkanisme også produsert mange , mye mindre stratovulkaner , samt lavasletter, i likhet med vulkanske vidder identifisert på månen eller på kvikksølv . Noen avleiringer tolkes også som å komme fra eksplosiv vulkanisme ; de siste er bare rundt 50 til 200 tusen år gamle ( ka ).
Den eldste form for Mars vulkansk, som går tilbake til enden av noakiske , som vedvarer inntil den tidlige Hesperian , vil være den for basal strekninger som dekker bunnen av slag bassenger av Argyre Planitia og Hellas Planitia og at visse flate og glatte flater som ligger mellom disse to bassengene og Isidis , som minner om de glatte vulkanske terrengene som er identifisert på Merkur (for eksempel Borealis Planitia ), på Venus (typisk Guinevere Planitia ) og på Månen - " hav " -månen, mesteparten av tiden korrelert med kosmisk innvirkning .
På Mars utgjør disse Noachian- lavaslettene regionene Malea Planum , Hesperia Planum og Syrtis Major Planum , som ser ut som basaltplatåer hvis overflate, typisk for Hesperian , er geologisk nyere. Dynamikken som ligger til grunn for denne typen vulkanisme, mellom sprekker og hot spot , blir ikke virkelig forstått; spesielt forklarer vi ikke det faktum at vulkanene i Malea , Hesperia og Elysium er mer eller mindre innrettet på mer enn en tredjedel av Marsomkretsen.
Et magmakammer er blitt identifisert under caldeiras av Syrtis Major av gravitasjonsanomalien det forårsaker. Syrtis Major Planum fremstår således som en spesielt flat og erodert skjoldvulkan . Disse formasjonene kombinerer effusive og eksplosive egenskaper som gjør dem til å ligne terrestriske pyroklastiske skjold , slik som Emi Koussi i Tibesti-massivet . Dette er spesielt tilfelle av Hesperia Planum , hvis vestfronten i kontakt med Hellas Planitia , i umiddelbar nærhet av Hadriacus Mons , presenterer hulrom kollaps - som Ausonia Cavus - mer eller mindre underjordisk forlenget med senger av elver tørket opp - Dao Vallis og Niger Vallis eller Harmakhis Vallis litt lenger sør - minner i mange større skala om sporene igjen på jorden av lahars .
Mye større lavasletter, og noen ganger også ganske ferske (frem til andre halvdel av Amazonas ), omgir bygningene til de to store vulkanske domenene i Mars, nemlig Elysium Planitia og spesielt bukken av Tharsis på begge sider. Annet fra Amazonis Planitia . Det typiske eksemplet er den svært store gruppen av heterogene aldre dannet av platåene Daedalia , Icaria , Syria , Sinai , Solis , Thaumasia og Bosporos sør for Valles Marineris : minst 163 vulkanske ventilasjoner er identifisert på Syria- bukten , kilden lavastrømmer som strekker seg over 45.000 km 2 . Alle disse slettene ser ut til å stamme fra lavautstrømninger på sidene av vulkaner, selv den første veldig flytende lava strømmer fra vulkanene selv. Dermed vil den spesielt glatte overflaten av Amazonis Planitia skyldes kontinuerlige vulkanske forekomster fra Hesperian til ganske nylige perioder med Amazonas .
Mars vulkanisme er for det meste utbredt , men eksplosiv vulkanisme er også til stede.
Mars vulkanisme er best kjent for sine skjoldvulkaner , den største i solsystemet . Denne typen vulkan er preget av den svært lave skråningen på sidene. På jorden , slik en vulkan resultatene fra effusjon av lava fattig på silika , meget væske som flyter lett over store avstander, som danner utflatet strukturer sprer seg over meget store overflater, i motsetning til for eksempel stratovolcanoes , hvis kjegle, velformede, har en mye mer begrenset base. Selve typen skjoldvulkan på jorden er Mauna Loa på Hawaii ; den Piton de la Fournaise , i Reunion , er en annen, mindre, men meget aktiv.
Den mest ikoniske av Mars-skjoldvulkanene, Olympus Mons , er 22,5 km høy og 648 km bred og har en 85 × 60 × 3 km toppkaldera som følge av sammenfallet av seks forskjellige kratere. Mars har faktisk de fem høyest kjente vulkanene i solsystemet (høyder gitt i forhold til Mars-referansenivået ):
Til sammenligning stiger den høyeste venusiske vulkanen , Maat Mons , bare rundt 8000 m over den gjennomsnittlige radiusen til Venus , som fungerer som referansenivå på denne planeten.
På Mars er også den mest omfattende av vulkanene i solsystemet, Alba Mons , hvis høyde ikke overstiger 6600 m, men som strekker seg over omtrent 1600 km i bredden.
Marsskjoldvulkaner når gigantiske størrelser sammenlignet med deres jordiske kolleger på grunn av fravær av platetektonikk på Mars: Marsskorpen forblir stasjonær i forhold til varme flekker , som dermed kan gjennombore den på samme sted i veldig lange. Lange perioder til gi opphav til vulkanske bygninger som følge av akkumulering av lava i noen ganger flere milliarder år, mens på jorden fører forskyvningen av de litosfæriske platene over disse varme punktene til dannelsen av en streng av noen ganger flere titalls vulkaner, som hver for seg forblir aktive bare noen få millioner år, som er altfor kort til å tillate dannelse av strukturer så imponerende som på Mars. Den hawaiiske øygruppen er det beste terrestriske eksemplet som illustrerer forskyvningen av en tektonisk plate over et hotspot, i dette tilfellet Stillehavsplaten over Hawaii hotspot ; på samme måte er den maskarinske øygruppen resultatet av forskyvningen av den somaliske platen over det varme stedet i Réunion .
De seks marsskjoldvulkanene er geografisk delt inn i to nærliggende vulkanske regioner av ulik betydning:
Vulkaner som er mindre enn de store fem, er ofte anonyme skjoldvulkaner, som de i Syria Planum , men noen av mellomstore minner mer om stratovulkaner , som skyldes akkumulering av lavaavleiringer blandet med vulkansk aske . Dette er tholi (latin flertall av tholus ), bygninger av mer beskjeden størrelse enn skjoldvulkanene, med brattere skråninger, spesielt nær krateret, samt paterae , som noen ganger reduseres til kalderaen . Alle disse typer vulkaner er til stede i Tharsis Bulge og Elysium Planitia-regionene , men den generelle tendensen er å finne skjoldvulkaner i Tharsis-regionen, mens Elysium vulkaner er mer lik stratovulkaner.
Ulike relieffer av Mars, i lavlandet som i høylandet og også på bunnen av Valles Marineris , tilskrives også gjørme vulkanisme .
Alba Mons , nordvest for Tharsis-buen , er selve typen skjoldvulkan , med en bredde på 1600 km i bare 6,6 km høyde.
Olympus Mons , som ligger vest for Tharsis Bulge , er en skjoldvulkan opp til 624 km i diameter med en 85 km lang kaldera på 21,2 km over havet, eller omtrent 22,5 km over slettene rundt.
Arsia Mons , en skjoldvulkan omtrent 435 km i diameter og 9 km høy med en enorm caldera 110 km i diameter i en høyde på 16 km ; det er den sørligste av de tre vulkanene i Tharsis Montes .
Elysium Mons , den viktigste vulkanen til Elysium Planitia , stiger 13 km over de omkringliggende slettene og er omtrent 240 km bred, med et lite sirkulært krater 14 km i diameter.
Hecates Tholus , nordøst for Elysium Planitia , er en 183 km diameter tholus med et krater som ikke er større enn 10 km i diameter ved 5,3 km over havet.
Biblis Tholus , midt-vest for Tharsis-bukken og eldre enn buen, har en asymmetrisk form som er 170 km lang og 100 km bred og 3 km høy med en kaldera på 53 km i diameter og 4, 5 km dyp, kanskje pga. sammenbruddet av magmakammeret .
Apollinaris Mons , sørøst for Elysium Planitia , er en stratovulkan med 296 km i diameter, med en veldig stor caldera omtrent 80 km i diameter i 5 km høyde, muligens på grunn av en pyroklastisk eksplosjon.
Albor Tholus , sør for Elysium Planitia , er en "liten" stratovulkan med en diameter på 160 km og en høyde på 4,5 km med en stor kaldera på 30 km i diameter og 3 km dyp.
De geologiske formasjonene som vitner om en eksplosiv vulkanisme er:
Selv om visse tolkninger forblir gjenstand for debatt, vitner dette settet med formasjoner om en lang historie med eksplosiv vulkanisme på Mars. Hennes siste begivenhet er en avsetning av lav albedo , høy termisk treghet og rik pyroksen med høyt kalsium , fordelt symmetrisk rundt et sprekkesystemsegment Cerberus Fossae (in) (i Elysium Planitia ) datert ved å telle slagkratere mellom 53 ± 7 og 210 ± 12 ka .
Diskontinuiteten mellom Phyllosien og Theiikien , som ville sammenfalle mer eller mindre med begynnelsen av den hypotetiske " store sen bombardement " ( LHB på engelsk), ville materialisere epoken med maksimal vulkansk aktivitet, som ville strekke seg til Theiikien og Siderikian - og derfor til den Hesperian og Amazonas - gradvis forsvinne som planeten har mistet det meste av sin interne aktivitet. En korrelasjon mellom vulkanisme av Hesperian og de kosmiske konsekvenser av Noas kan ikke utelukkes. Denne vulkanismen sies å ha toppet seg som et resultat av massive kosmiske påvirkninger på slutten av forrige aeon , og hver av planetens fem vulkanske regioner grenser direkte til et slagbasseng :
Den overflateareal og masse av de planet Mars å være henholdsvis 3,5 og 10 ganger mindre enn de av jorden , dette planet kjøles raskere enn vår, og dens indre aktivitet ble derfor også reduseres raskere: mens vulkan og, mer generelt, jo tektonisk ( fjellbygging , jordskjelv , platetektonikk osv.) er fremdeles veldig aktive på jorden, de ser ut til å være mer merkbare på Mars, der ingen platetektonikk engang passerte, aldri kunne bli fremhevet.
Mars vulkanisme ser også ut til å ha opphørt å være aktiv, selv om alderen tilsynelatende veldig nylig av visse lavastrømmer antyder, for visse vulkaner, en aktivitet som for tiden absolutt er veldig redusert, men kanskje ikke strengt null, spesielt siden Mars, i motsetning til månen , ikke har ferdig kjøling, og dets indre, langt fra å være helt frossent, inneholder i virkeligheten en kjerne som kan være helt flytende. Generelt har analysen av data samlet inn av Mars Express ført til at et team av planetforskere fra den ESA- ledede tyske Gerhard Neukum har foreslått en sekvens av fem vulkanske episoder:
Disse datoene er basert på evalueringen av hastigheten på krateriseringen av de tilsvarende lavastrømmene, som ser ut til å være krysshenvist av indirekte observasjoner på mellomlang sikt, men motsagt av direkte kortsiktige observasjoner utledet fra frekvensen av nylige påvirkninger observert over mer enn ti år. via satellittprober rundt Mars, den største vanskeligheten med denne typen datering er å vurdere de statistiske skjevhetene som er innført av den bemerkelsesverdige forskjellen i størrelsesorden mellom gamle overflater (over 2 milliarder år gamle), som representerer en betydelig brøkdel av overflaten til Mars, og de nyere overflatene (under 200 millioner år gamle), som er relativt ekstremt små.
Dessuten, hvis frekvensen av nylige påvirkninger registrert av sonder som kretser rundt Mars ser ut til å antyde en høyere kraterhastighet enn den som vanligvis ble brukt til datering av marsformasjoner (som vil føre til å måtte "forynge" alle disse datoene), ser det ut til å snarere enn, På lang sikt har denne krateriseringsgraden tvert imot blitt delt med tre i løpet av de siste 3 milliarder årene, noe som ville ha en tendens til å "aldre" Martian dating, desto mer siden de forholder seg til nylige fenomener.
Tabellen nedenfor presenterer en synoptisk syntese av de viktigste vulkanene i Mars og dateringen av deres dannelse når det har vært mulig å bestemme ved hjelp av hastigheten på kraterisering registrert på deres forskjellige overflater; når beregnet, disse datoene er relatert til de eldste områdene som er identifisert på overflaten til hver av vulkanene, disse har nødvendigvis dannet seg tidligere, slik at det bare kan være en grense som er mindre enn alderen på disse vulkanene - hva tegnet "≥" oversetter :
Ved å frigjøre store mengder svoveldioksid SO 2i Mars atmosfære , vil den vedvarende vulkanske aktiviteten til Hesperian være ved opprinnelsen til hydratiserte sulfater , spesielt Kieserite MgSO 4 • H 2 Oog gips CaSO 4 • 2H 2 O, som man finner i sedimentære forekomster av denne tiden, og som er opprinnelsen til navnet - " Theiikian " - til den stratigrafiske eonen som tilsvarer Hesperian.