Vulkanismus z Marsu by se objevily před více než čtyři miliardy roků ( Ga ), na konci Noachian po velké pozdní bombardování . Věděl by svou maximální intenzitu na Hesperianu - mezi 3,7 a 3,2 Ga podle Hartmannovy a Neukumovy stupnice - a pak by během celé Amazonie postupně zeslaboval . Produkoval obrovské štítové sopky, které jsou největšími známými vulkanickými stavbami ve sluneční soustavě : největší z nich, Alba Mons , má průměr asi 1600 km na základně, zatímco největší je Olympus Mons , na západním okraji Tharsis Bulge , který dosahuje 22,5 km výšky od základny k vrcholu.
Tyto dimenze jsou vysvětleny trvalostí sopečné činnosti na každé z těchto sopek: aktivita Olympu Mons by začala před více než 3,8 Ga a její poslední lávový proud by nebyl datován. Sotva dva miliony let ( Ma ), a datum tak nedávné v geologickém měřítku po 3,8 Ga aktivity, že to nevylučuje, že tato sopka může v budoucnu zažít další erupce. Tato výjimečná dlouhověkost je důsledkem absence tektonických desek na Marsu, na rozdíl od Země, kde posun litosférických desek nad horká místa omezuje trvání aktivity každé sopky maximálně na několik milionů let., Což je příliš krátké na to umožnit vznik struktur tak impozantních na Zemi i na Marsu.
Kromě velkých štítových sopek marťanský vulkanismus vyprodukoval také mnoho , mnohem menších stratovulkánů i lávových plání, podobně jako vulkanické oblasti identifikované na Měsíci nebo na Merkuru . Některá ložiska jsou také interpretována jako pocházející z explozivního vulkanismu ; nejnovější jsou staré jen kolem 50 až 200 tisíc let ( ka ).
Nejstarší forma marťanské sopečné činnosti, sahající až do konce Noachian , přetrvávající až do počátku Hesperského , by bylo, že z čedičových rozlohy, které pokrývají spodní část impaktních kráterů na argyre planitia a Hellas Planitia a že některé rovné a hladké rozlohy umístěné mezi těmito dvěma povodími a povodími Isidis , připomínající hladké vulkanické terény identifikované na Merkuru (například Borealis Planitia ), na Venuši (obvykle Guinevere Planitia ) a na Měsíci - „ mořské “ lunární, většinou korelovaly s kosmickými dopady .
Na Marsu tvoří tyto noachovské lávové pláně oblasti Malea Planum , Hesperia Planum a Syrtis Major Planum , které vypadají jako čedičové plošiny, jejichž povrch, typický pro Hesperian , je geologicky novější. Dynamika, která je základem tohoto typu vulkanismu, mezi prasklinou a horkým bodem , není ve skutečnosti známa; zejména nevysvětlujeme fakt, že sopky Malea , Hesperia a Elysium jsou víceméně vyrovnány na více než třetině marťanského obvodu.
Magma komora byla identifikována na základě Caldeiras z Syrtis Major gravitační anomálie, které způsobuje. Syrtis Major Planum se tak jeví jako obzvláště plochá a erodovaná štítová sopka . Tyto formace kombinují výbušné a výbušné vlastnosti, díky čemuž se podobají pozemským pyroklastickým štítům , jako je Emi Koussi v masivu Tibesti . To je zejména případ Hesperia Planum , jejíž západní fronta v kontaktu s Hellas Planitia , v bezprostřední blízkosti Hadriacus Mons , dárky dutiny rozpadu - jako Ausonia Cavus - více či méně v podzemí prodloužena o lůžek z řek vyschla - Dao Vallis a Niger Vallis nebo Harmakhis Vallis trochu dále na jih - připomínající v mnoha větších měřítcích stopy, které na Zemi zanechali laharové .
Mnohem větší lávové pláně a také někdy docela nedávné (až do druhé poloviny Amazonky ) obklopují budovy dvou velkých marťanských vulkanických domén, jmenovitě Elysium Planitia a zejména boule Tharsis na obou stranách. Jiné z Amazonis Planitia . Typickým příkladem je velmi rozsáhlá skupina heterogenních věků tvořená náhorními plošinami Daedalia , Icaria , Sýrie , Sinaj , Solis , Thaumasia a Bosporos jižně od Valles Marineris : na bouli Sýrie , zdroji, bylo identifikováno nejméně 163 sopečných průduchů lávových proudů přesahujících 45 000 km 2 . Zdá se, že všechny tyto pláně pocházejí z lávových výpotků po stranách sopek, nebo dokonce ze samotných sopek teče první velmi tekutá láva. Obzvláště hladký povrch Amazonis Planitia by tedy byl výsledkem kontinuálních sopečných ložisek od Hesperia po poměrně nedávná období Amazonie .
Martian sopečná činnost je většinou přemrštěný , ale explozivní sopečná činnost je také přítomen.
Marťanský vulkanismus je nejlépe známý svými štítovými sopkami , největšími ve sluneční soustavě . Tento typ sopky se vyznačuje velmi nízkým sklonem jejích stran. Na Zemi je taková sopka výsledkem výpotků lávy chudé na oxid křemičitý , velmi tekuté, které snadno proudí na velké vzdálenosti a vytvářejí zploštělé struktury šířící se po velmi velkých plochách, na rozdíl například od stratovulkánů , jejichž dobře tvarovaný kužel omezenější základna. Samotný typ štítové sopky na Zemi je Mauna Loa na Havaji ; Piton de la Fournaise , v Reunion , je jiný, menší, ale velmi aktivní.
Nejznámější z marťanských štítových sopek, Olympus Mons , je vysoký asi 22,5 km a široký 648 km a má vrcholovou kalderu o rozměrech 85 × 60 × 3 km, která je výsledkem splynutí šesti odlišných kráterů. Mars má ve skutečnosti pět nejvyšších známých sopek ve sluneční soustavě (nadmořské výšky uvedené ve vztahu k marťanské referenční úrovni ):
Pro srovnání, nejvyšší sopka Venuše , Maat Mons , se tyčí jen asi 8 000 m nad středním poloměrem Venuše , která slouží jako referenční úroveň na této planetě.
Na Marsu je také největší ze sopek sluneční soustavy Alba Mons , jejíž výška nepřesahuje 6 600 m, ale táhne se asi 1 600 km .
Marťanské štítové sopky dosahují ve srovnání se svými pozemskými protějšky gigantických velikostí kvůli absenci deskové tektoniky na Marsu: marťanská kůra zůstává stacionární ve vztahu k horkým místům , což ji tak může velmi dlouho propíchnout na stejném místě. vedou ke vzniku sopečných staveb, které jsou výsledkem akumulace lávy někdy několik miliard let, zatímco na Zemi přemístění litosférických desek nad tato horká místa vede k vytvoření řetězce někdy několika desítek sopek, z nichž každá zůstává aktivní pouze několik milionů let, což je příliš krátké na to, aby umožňovalo vytváření struktur tak impozantních jako na Marsu. Havajské souostroví je nejlepší pozemní příklad ilustrující posunutí tektonického desky nad aktivní oblasti, v tomto případě je Pacific deska nad Hawaii aktivní oblast ; stejným způsobem je souostroví Mascarene výsledkem přemístění somálské desky nad horké místo Réunionu .
Šest marťanských štítových sopek je geograficky rozděleno do dvou sousedních sopečných oblastí nerovné důležitosti:
Sopky menší než velká pětka jsou často anonymními štítovými sopkami, jako jsou vulkány v Sýrii Planum , ale některé střední velikosti připomínají spíše stratovulkány , které jsou výsledkem hromadění lávových usazenin smíchaných se sopečným popelem . Jedná se o tholi (latinsky množné číslo tholus ), budovy skromnější velikosti než štítové sopky, se strmějšími svahy, zejména v blízkosti kráteru, a také paterae , které jsou někdy redukovány na svou kalderu . Všechny tyto typy sopek jsou přítomny v oblastech Tharsis Bulge a Elysium Planitia , ale obecná tendence je najít štítové sopky v oblasti Tharsis, zatímco sopky Elysium jsou více podobné stratovulkánům.
Různé reliéfy Marsu, v nížinách i na vysočinách a také na dně Valles Marineris , se také připisují bahennímu vulkanismu .
Alba Mons , severozápadně od boule Tharsis , je velmi typem štítové sopky . Má šířku 1 600 km a pouhých 6,6 km výšky.
Olympus Mons , který se nachází západně od bouře Tharsis , je štítová sopka o průměru až 624 km s 85 km dlouhou kalderou ve výšce 21,2 km nad mořem nebo přibližně 22,5 km nad pláněmi kolem.
Arsia Mons , štítová sopka o průměru přibližně 435 km a výšce 9 km s obrovskou kalderou o průměru 110 km v nadmořské výšce 16 km ; je to nejjižnější ze tří sopek Tharsis Montes .
Elysium Mons , hlavní sopka Elysium Planitia , se tyčí 13 km nad okolními pláněmi a je široká asi 240 km s malým kruhovým kráterem o průměru 14 km .
Hecates Tholus , severovýchodně od Elysium Planitia , je tholus o průměru 183 km s kráterem o průměru ne větším než 10 km v nadmořské výšce 5,3 km .
Biblis Tholus , v centru-západně od Tharsis boule starší boule sám, představuje asymetrický tvar 170 km dlouhá 100 km široký, 3 km na vrchol s kaldery 53 km průměru a 4, 5 km hluboko snad kvůli zhroucení magmatické komory .
Apollinaris Mons , jihovýchodně od Elysium Planitia , je stratovulkán o průměru 296 km , s velmi velkou kalderou o průměru asi 80 km v nadmořské výšce 5 km , pravděpodobně v důsledku pyroklastické exploze.
Albor Tholus , jižně od Elysium Planitia , je „malý“ stratovulkán o průměru 160 km a výšce 4,5 km s velkou kalderou o průměru 30 km a hloubce 3 km .
Tyto geologické útvary vypovídají k výbušné volcanism jsou:
I když určité interpretace zůstávají předmětem debaty, tato sada formací svědčí o dlouhé historii výbušného vulkanismu na Marsu. Její poslední událostí je depozit s nízkým albedem , vysokou tepelnou setrvačností a bohatým pyroxenem s vysokým obsahem vápníku , distribuovaný symetricky kolem segmentu krakovacího systému Cerberus Fossae (in) (in Elysium Planitia ) datovaný počítáním impaktních kráterů mezi 53 ± 7 a 210 ± 12 ka .
Nespojitost mezi Phyllosian a Theiikian , který by se shodovalo více nebo méně se začátky hypotetických „ velký pozdní bombardování “ ( LHB v angličtině), se projeví epochu maximální vulkanické činnosti, který by rozšířil na Theiikien a Sidérikien - a proto k Hesperianům a Amazonům - postupně mizí, protože planeta ztratila většinu své vnitřní aktivity. Nelze vyloučit korelaci mezi vulkanismem Hesperianu a kosmickými dopady Noachiana . Tento vulkanismus by dosáhl svého maxima v důsledku masivních kosmických dopadů na konci předchozího věku a každá z pěti vulkanických oblastí planety přímo sousedí s dopadovou pánví :
Plocha povrchu a hmoty z Marsu jsou příslušně 3,5 a 10-krát menší než u Země , tato planeta ochladí rychleji než my a jeho vnitřní aktivita byla proto také snížena rychleji: zatímco sopečná a obecněji se tektonické ( horská stavba , zemětřesení , desková tektonika atd.) jsou na Zemi stále velmi aktivní, zdá se, že jsou patrnější na Marsu, kde žádná desková tektonika ani neprošla, nikdy by nebylo možné je zvýraznit.
Martian sopečná činnost také se zdá, že přestal být aktivní, i když věk zřejmě velmi nedávné některých láva teče napovídá, u některých sopky, činnost v současné době jistě velmi snížena, ale možná ne přísně nula, zejména proto, že Mars, na rozdíl od Měsíce , nemá dokončené chlazení a jeho vnitřek, zdaleka není úplně zmrzlý, ve skutečnosti obsahuje jádro, které může být zcela tekuté. Analýza dat shromážděných Mars Express obecně vedla tým planetárních vědců z Němce Gerharda Neukuma z ESA k navržení sekvence pěti vulkanických epizod:
Tato data jsou založena na vyhodnocení míry kráterování příslušných lávových proudů, které se zdá být ve střednědobém horizontu podrobeno křížovým kontrolám, ale je v rozporu s přímými krátkodobými pozorováními odvozenými z četnosti nedávných dopadů pozorovaných ve více než deset let. satelitními sondami kolem Marsu, hlavní obtížnost tohoto typu datování spočívá v vyhodnocení statistických předsudků způsobených významným rozdílem v řádech mezi starodávnými povrchy (více než 2 miliardy let), které představují významný zlomek povrch Marsu a novější povrchy (méně než 200 milionů let staré), které jsou poměrně extrémně malé.
Navíc, pokud se zdá, že četnost nedávných dopadů zaznamenaných sondami obíhajícími kolem Marsu naznačuje vyšší rychlost kráteru, než jaká se obvykle používala k datování marťanských formací (což by vedlo k nutnosti „omladit“ všechna tato data), zdálo by se spíše než, z dlouhodobého hlediska byla tato míra kraterizace naopak za poslední 3 miliardy let vydělena třemi, což by mělo tendenci „stárnout“ na Marsu, a to tím spíše, že souvisí s nedávnými jevy.
Níže uvedená tabulka uvádí synoptickou syntézu hlavních sopek Marsu a datování jejich formace, když ji lze určit pomocí rychlosti kráterování zaznamenané na jejich různých površích; tato data, když se odhadují, se vztahují k nejstarším oblastem identifikovaným na povrchu každé ze sopek, která se nutně vytvořila dříve, takže to může být pouze hranice menší než věk těchto sopek - jaké je to znamení „≥ "překládá:
Uvolňováním velkého množství oxidu siřičitého SO 2v atmosféře Marsu by trvalá vulkanická aktivita Hesperianu byla původem hydratovaných síranů , zejména kieseritu MgSO 4 • H 2 Oa sádrovec CaSO 4 • 2H 2 O, které lze najít v sedimentárních ložiscích této doby a které jsou původem názvu - „ Theiikian “ - stratigrafického věku odpovídajícího Hesperianu.