Vulcanism a planetei Marte ar fi apărut în urmă cu aproape patru miliarde ani ( Ga ), la sfârșitul lui Noe , după marele bombardament târziu . Și-ar fi cunoscut intensitatea maximă la Hesperian - între 3,7 și 3,2 Ga conform scalei Hartmann și Neukum - apoi s-ar fi slăbit treptat în întreaga Amazoniană . A produs vulcani cu scut enorm , care sunt cele mai mari edificii vulcanice cunoscute din sistemul solar : cel mai mare dintre ei, Alba Mons , are un diametru de aproximativ 1.600 km la bază, în timp ce cel mai mare este Olympus Mons , la marginea vestică a Tharsisului. Bulge , care atinge 22,5 km înălțime de la bază la vârf.
Astfel de dimensiuni se explică prin permanența activității vulcanice la fiecare dintre acești vulcani: activitatea Olympus Mons ar fi început cu mai mult de 3,8 Ga în urmă și ultima sa curgere de lavă nu ar fi datată. Cea de abia două milioane de ani ( Ma ), o data atât de recentă la scară geologică după 3,8 Ga de activitate încât nu exclude faptul că acest vulcan ar putea experimenta alte erupții în viitor. Această longevitate excepțională este o consecință a absenței plăcilor tectonice pe Marte, spre deosebire de Pământ, unde deplasarea plăcilor litosferice deasupra punctelor fierbinți limitează durata activității fiecărui vulcan la maximum câteva milioane de ani., Ceea ce este mult prea scurt pentru permit formarea unor structuri la fel de impunătoare pe Pământ ca pe Marte.
În plus față de vulcanii cu scuturi mari, vulcanismul marțian a produs, de asemenea , mulți stratovulcani mult mai mici, precum și câmpii de lavă, similar cu întinderile vulcanice identificate pe Lună sau pe Mercur . Unele zăcăminte sunt, de asemenea, interpretate ca provenind din vulcanismul exploziv ; cele mai recente au doar aproximativ 50 - 200 de mii de ani ( ka ).
Cea mai veche formă de vulcanism marțian, datând de la sfârșitul Noahului , persistând până la începutul Hesperianului , ar fi cea a întinderilor bazaltice care acoperă fundul bazinelor de impact din Argyre Planitia și Hellas Planitia și că anumite întinderi plate și netede situate între aceste două bazine și cel al lui Isidis , care amintește de terenurile vulcanice netede identificate pe Mercur (de exemplu Borealis Planitia ), pe Venus (tipic Guinevere Planitia ) și pe Lună - „ mările ” lunare, de cele mai multe ori corelate cu cosmice impacturi .
Pe Marte , aceste câmpii de lavă noahiene constituie regiunile Malea Planum , Hesperia Planum și Syrtis Major Planum , care apar ca platouri bazaltice a căror suprafață, tipică Hesperianului , este geologic mai recentă. Dinamica care stă la baza acestui tip de vulcanism, între fisură și punctul fierbinte , nu este cu adevărat înțeleasă; în special, nu explicăm cu adevărat faptul că vulcanii din Malea , Hesperia și Elysium sunt mai mult sau mai puțin aliniați pe mai mult de o treime din circumferința marțiană.
O cameră de magmă a fost identificat sub Caldeiras de Syrtis Major de anomalie gravitațională provoacă. Syrtis Major Planum apare astfel ca un vulcan scut deosebit de plat și erodat. Aceste formațiuni combină caracteristici efuzive și explozive, făcându-le să semene cu scuturi piroclastice terestre, cum ar fi Emi Koussi din masivul Tibesti . Acest lucru este în special cazul Hesperia Planum , a carui frontul de vest , în contact cu Hellas Planitia , în imediata vecinătate a Hadriacus Mons , prezintă cavități de colaps - cum ar fi Ausonia Cavus - mai mult sau mai puțin subteran prelungit cu paturi de râuri secat - Dao Vallis și Niger Vallis sau Harmakhis Vallis puțin mai la sud - amintește în multe scări mai mari, urmele lăsate pe Pământ de laharuri .
Câmpii de lavă mult mai mari și, uneori, destul de recente (până în a doua jumătate a Amazonianului ), înconjoară clădirile celor două mari domenii vulcanice marțiene, și anume Elysium Planitia și mai ales umflătura Tharsis de ambele părți. Altele din Amazonis Planitia . Exemplul tipic este foarte vast grup de vârste eterogene formate de platouri de Daedalia , Icaria , Siria , Sinai , Solis , Thaumasia și Bosporos la sud de Valles Marineris : cel puțin 163 guri vulcanice au fost identificate pe curburii Siriei , sursa a fluxurilor de lavă care se extind pe peste 45.000 km 2 . Toate aceste câmpii par să rezulte din revărsările de lavă de pe părțile vulcanilor sau chiar din prima lavă foarte fluidă curge din vulcanii înșiși. Astfel, suprafața deosebit de netedă a Amazonis Planitia ar rezulta din depozite vulcanice continue din Hesperian până în perioadele destul de recente ale Amazonianului .
Vulcanismul marțian este în mare parte efuziv , dar este prezent și vulcanismul exploziv .
Vulcanismul marțian este cel mai bine cunoscut pentru vulcanii cu scut , cei mai mari din sistemul solar . Acest tip de vulcan se caracterizează prin panta foarte mică a laturilor sale. Pe Pământ , un astfel de vulcan rezultă din revărsări de lavă sărace în silice , foarte fluide, care curg cu ușurință pe distanțe mari, formând structuri aplatizate care se răspândesc pe suprafețe foarte mari, spre deosebire, de exemplu, de stratovulcani , al căror con, bine format, are o bază mai restrânsă. Tipul de vulcan scut de pe Pământ este Mauna Loa din Hawaii ; Piton de la Fournaise , în Reunion , este altul, mai mic , dar foarte activ.
Cel mai iconic vulcani scut martiene, Olympus Mons , este aproximativ 22.5 kilometri De înaltă și 648 kilometri De lățime și are 85 x 60 x 3 kilometri De Summit - ul caldera rezultat din coalescența șase cratere distincte. Marte are de fapt cei mai mari cinci vulcani cunoscuți din sistemul solar (cote date în raport cu nivelul de referință marțian ):
Pentru comparație, cel mai înalt vulcan venusian , Maat Mons , se ridică la doar aproximativ 8.000 m peste raza medie a lui Venus , care servește drept nivel de referință pe această planetă.
Pe Marte se află și cel mai extins dintre vulcanii sistemului solar, Alba Mons , a cărui altitudine nu depășește 6.600 m, dar care se întinde pe o lățime de aproximativ 1.600 km .
Vulcanii cu scut marțian ating dimensiuni gigantice în comparație cu omologii lor terestri datorită absenței tectonicii plăcilor pe Marte: scoarța marțiană rămâne staționară în raport cu punctele fierbinți , care o pot străpunge în același loc pentru perioade foarte lungi de timp dau naștere la edificii vulcanice rezultate din acumularea de lava timp de câteva miliarde de ani, în timp ce, pe Pământ, deplasarea plăcilor litosferice deasupra acestor puncte fierbinți duce la formarea unui șir de uneori câteva zeci de vulcani, fiecare rămânând activ doar pentru câteva milioane de ani, ceea ce este mult prea scurt pentru a permite formarea unor structuri la fel de impunătoare ca pe Marte. Arhipelagul Hawaiian este cel mai bun exemplu terestru al deplasării unei plăci tectonice deasupra unui hotspot, în acest caz, placa de Pacific deasupra hotspot Hawaii ; în același mod, arhipelagul Mascarene rezultă din deplasarea plăcii somaleze deasupra punctului fierbinte al Reuniunii .
Cei șase vulcani cu scut marțian sunt împărțiți geografic în două regiuni vulcanice vecine de o importanță inegală:
Vulcanii mai mici decât cei cinci mari sunt adesea vulcani scut anonimi, precum cei din Siria Planum , dar unii cu dimensiuni intermediare amintesc mai mult de stratovulcani , care rezultă din acumularea de depozite de lavă amestecate cu cenușă vulcanică . Acestea sunt tholi (pluralul latin al tholus ), clădiri de dimensiuni mai modeste decât vulcanii scut, cu pante mai abrupte, în special în apropierea craterului, precum și paterae , care sunt uneori reduse la caldeira lor . Toate aceste tipuri de vulcani sunt prezenți în regiunile Tharsis Bulge și Elysium Planitia , cu toate acestea, tendința generală este de a găsi vulcani scut în regiunea Tharsis, în timp ce vulcanii Elysium sunt mai asemănători cu stratovulcanii.
Diferite reliefuri ale lui Marte, în zonele joase, precum și în zonele înalte și, de asemenea, în partea de jos a Valles Marineris , sunt, de asemenea, atribuite vulcanismului de noroi .
Alba Mons , la nord-vest de umflătura Tharsis , este chiar tipul vulcanului scut , cu o lățime de 1.600 km pentru doar 6,6 km altitudine.
Olympus Mons , situat la vest de Tharsis Bulge , este un vulcan scut de până la 624 km în diametru, cu o calderă lungă de 85 km la 21,2 km deasupra nivelului mării sau aproximativ 22,5 km deasupra câmpiilor din jur.
Arsia Mons , un vulcan scut de aproximativ 435 km în diametru și 9 km înălțime cu o calderă enormă de 110 km în diametru la o altitudine de 16 km ; este cel mai sudic dintre cei trei vulcani din Munții Tharsis .
Elysium Mons , principalul vulcan din Elysium Planitia , se ridică la 13 km deasupra câmpiilor înconjurătoare și are o lățime de aproximativ 240 km , cu un mic crater circular de 14 km în diametru.
Hecates Tholus , la nord-est de Elysium Planitia , este un tholus cu un diametru de 183 km , cu un crater nu mai mare de 10 km în diametru la 5,3 km deasupra nivelului mării.
Biblis Tholus , în centrul-vestul umflăturii Tharsis și mai vechi decât umflătura în sine, prezintă o formă asimetrică lungă de 170 km pe 100 km lățime și 3 km înălțime, cu o calderă de 53 km diametru și 4, 5 km adâncime poate din cauza prăbușirea camerei magmatice .
Apollinaris Mons , la sud-est de Elysium Planitia , este un stratovulcan cu 296 km în diametru, cu o calderă foarte mare de aproximativ 80 km în diametru la 5 km altitudine, posibil datorită unei explozii piroclastice.
Albor Tholus , la sud de Elysium Planitia , este un stratovulcan „mic” de 160 km în diametru și 4,5 km înălțime, cu o caldare mare de 30 km în diametru și 3 km adâncime.
În formațiunile geologice care dovedesc un vulcanism exploziv sunt:
Chiar dacă anumite interpretări rămân supuse dezbaterii, acest set de formațiuni atestă o lungă istorie a vulcanismului exploziv pe Marte. Cel mai recent eveniment al ei este un depozit de albedo scăzut , inerție termică ridicată și piroxen bogat bogat în calciu , distribuit simetric în jurul unui segment de sistem de fisurare Cerberus Fossae (în) (în Elysium Planitia ) datat prin numărarea craterelor de impact între 53 ± 7 și 210 ± 12 ka .
Discontinuitatea dintre Phyllosian și Theiikian , care ar coincide mai mult sau mai puțin cu începuturile ipoteticului „ mare bombardament târziu ” ( LHB în engleză), s-ar materializa epoca activității vulcanice maxime, care s-ar extinde la Theiikien și Siderikian - și, prin urmare, la hesperiană și amazonian - dispar treptat pe măsură ce planeta a pierdut cea mai mare parte activității sale interne. O corelație între vulcanismul Hesperianului și impacturile cosmice ale lui Noachian nu poate fi exclusă. Acest vulcanism ar fi atins maximul ca urmare a impactului cosmic masiv de la sfârșitul eonului anterior și fiecare dintre cele cinci regiuni vulcanice ale planetei se învecinează direct cu un bazin de impact :
Aria suprafeței și masa a planetei Marte fiind , respectiv , de 3,5 și de 10 ori mai mici decât cele ale Pământului , aceasta planeta sa răcit mai repede decât a noastră , iar activitatea sa internă a fost , prin urmare , de asemenea , redus mai rapid: în timp ce vulcanismului și, mai general, tectonice ( clădiri montane , cutremure , tectonică de plăci etc.) sunt încă foarte active pe Pământ, par a fi mai vizibile pe Marte, unde nici o tectonică de plăci nu a trecut, niciodată nu a putut fi evidențiată.
De asemenea, vulcanismul marțian pare să fi încetat să mai fie activ, deși vârsta aparent foarte recentă a anumitor fluxuri de lavă sugerează, pentru unii vulcani, o activitate în prezent cu siguranță foarte redusă, dar poate nu riguros zero, mai ales că Marte, spre deosebire de Lună , nu a răcirea terminată, iar interiorul său, departe de a fi în întregime înghețat, conține în realitate un nucleu care poate fi în întregime lichid. În general, analiza datelor colectate de Mars Express a condus o echipă de oameni de știință planetare de la ESA -LED german Gerhard Neukum să propună o secvență de cinci episoade vulcanice:
Aceste date se bazează pe evaluarea ratei de craterizare a fluxurilor de lavă corespunzătoare, care pare a fi contracontrolată prin observații indirecte pe termen mediu, dar contrazisă de observații directe pe termen scurt deduse din frecvența impacturilor recente observate pe mai mult de zece ani. prin sondele prin satelit din jurul lui Marte, principala dificultate a acestui tip de datare constă în evaluarea prejudecăților statistice introduse de diferența notabilă în ordinele de mărime dintre suprafețele antice (vechi de peste 2 miliarde de ani), care reprezintă o fracțiune semnificativă suprafața lui Marte și suprafețele mai recente (mai puțin de 200 de milioane de ani), care sunt comparativ extrem de mici.
În plus, dacă frecvența impacturilor recente înregistrate de sondele prin satelit din jurul planetei Marte pare să sugereze o rată a craterelor mai mare decât cea utilizată de obicei până în prezent formațiunilor marțiene (ceea ce ar duce la „întinerirea” tuturor acestor date), ar părea mai degrabă decât , pe termen lung, această rată de craterizare a fost, dimpotrivă, împărțită la trei în ultimii 3 miliarde de ani, ceea ce ar tinde să „îmbătrânească” datarea marțiană, cu atât mai mult cu cât se referă la fenomenele recente.
Tabelul de mai jos prezintă o sinteză sinoptică a principalilor vulcani marțieni și datarea formării lor atunci când a fost posibil să se determine folosind rata de craterizare înregistrată pe diferitele lor suprafețe; aceste date, atunci când sunt estimate, se referă la cele mai vechi zone identificate pe suprafața fiecărui vulcan, acestea fiind neapărat formate mai devreme, astfel încât nu poate fi decât o limită mai mică decât vârsta acestor vulcani - ceea ce traduce semnul „≥” :
Prin eliberarea unor cantități mari de dioxid de sulf SO 2în atmosfera lui Marte , activitatea vulcanică susținută a Hesperianului ar fi la originea sulfatului hidratat, în special a kieseritei MgSO 4 • H 2 Oși gips CaSO 4 • 2H 2 O, pe care îl găsești în depozitele sedimentare din acest timp și care se află la originea numelui - „ Theiikian ” - al eonului stratigrafic corespunzător Hesperianului.