MARTE : L'ALTOPIANO VULCANICO DI THARSIS. by INSA-MARTE.

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Aggiornato il 01/07/2024

THARSIS

Introduzione:
Tharsis è un vasto altopiano vulcanico centrato vicino all'equatore nell'emisfero occidentale di Marte. La regione ospita i più grandi vulcani del Sistema Solare , inclusi i tre enormi vulcani a scudo Arsia Mons , Pavonis Mons e Ascraeus Mons , che sono noti collettivamente come Tharsis Montes.
Il vulcano più alto del pianeta, Monte Olimpo , è spesso associato alla regione di Tharsis ma in realtà si trova al largo del bordo occidentale dell'altopiano.
Il nome Tharsis è la traslitterazione greco-latina del biblico tarsis, la terra all'estremità occidentale del mondo conosciuto.

Dati cartografici:
Tharsis non ha confini definiti formalmente, quindi le dimensioni precise per la regione sono difficili da dare. In generale, il rigonfiamento è di circa 5.000 km di larghezza e fino a 7 km di altezza (esclusi i vulcani, che hanno altitudini molto più elevate).
Si estende approssimativamente da Amazonis Planitia (215° E) a ovest a Chryse Planitia (300° E) a est. Il rigonfiamento è leggermente allungato nella direzione nord-sud, che corre dai fianchi settentrionali di Alba Mons (circa 55° N) alla base meridionale degli altopiani di Thaumasia (circa 43° S). A seconda di come viene definita la regione, Tharsis copre tra i 10 ed i 30 milioni di km quadrati , o fino al 25% della superficie di Marte.

Regioni:
Tharsis è divisa in due ampi rilievi, uno settentrionale e uno più grande a sud. L'altopiano settentrionale sovrasta parzialmente le pianure a nord del confine dicotomico .

NORD:
Questa regione è dominata da Alba Mons e dai suoi ampi flussi vulcanici. Alba Mons è un vasto edificio vulcanico basso che è unico per Marte. Alba Mons è così grande e topograficamente distinta che può quasi essere trattata come un'intera provincia vulcanica a sé stante. La parte più antica dell'altura settentrionale è costituita da un'ampia cresta topografica che corrisponde al terreno altamente fratturato di Ceraunius Fossae .
La cresta è orientata a nord-sud e fa parte del seminterrato di età noachiana su cui sorge Alba Mons. Nelle zone nord si trovano anche i flussi di lava della Formazione di Ceraunius Fossae, che sono un po 'più vecchi dei flussi di età amazzoniana che costituiscono gran parte della regione centrale di Tharsis a sud.

( Tharsis tholus ).

SUD:
La più grande porzione meridionale di Tharsis (nella foto a sinistra) si trova sopra un vecchio altopiano craterizzato.
Il suo confine occidentale è approssimativamente definito dalle alte pianure laviche di Daedalia Planum , che digradano dolcemente a sud-ovest nelle regioni di Memnonia e Terra Sirenum . A est, il rigonfiamento meridionale della Tharsis è costituito dall'altopiano di Thaumasia , un esteso tratto di pianure vulcaniche largo circa 3000 km. L'altopiano di Thaumasia è delimitato a ovest da una zona altamente elevata di fratture (Claritas Fossae) e montagne (Thaumasia Highlands) che curva a sud e poi a est a nord-est in un ampio arco che è stato paragonato alla forma della coda di uno scorpione.
La provincia dell'altopiano è delimitata a nord dal Labyrinthus Noctis e dai tre quarti occidentali di Valles Marineris . È delimitato ad est da una cresta orientata a nord-sud chiamata ascesa di Coprates. Questi confini racchiudono un ampio altopiano e un bacino interno poco profondo che comprende Siria , Sinai e Solis Planum.
Le zone più alte dell'altopiano sul rigonfiamento di Tharsis si trovano nel nord della Siria Planum , nella Labyrinthus Noctis occidentale e nelle pianure a est di Arsia Mons.

( Labyrintus Noctis ).

CENTRO:
La zona centrale di Tharsis è definita dai tre enormi vulcani Tharsis Montes ( Arsia Mons , Pavonis Mons e Ascraeus Mons ), e da un numero di edifici vulcanici più piccoli e pianure adiacenti.

( I Tharsis Montes ).

Geologia:
Tharsis è comunemente chiamata una provincia vulcanico-tettonica, il che significa che è il prodotto del vulcanismo e dei processi tettonici associati che hanno causato un'ampia deformazione crostale.

Secondo la visione standard, Tharsis sovrasta un punto caldo , simile a quello che si ritiene alla base dell'isola delle Hawaii .
Il punto caldo è causato da una o più colonne massicce di materiale caldo a bassa densità che sale attraverso il mantello.
Il punto caldo produce quantità voluminose di magma nella crosta inferiore che viene rilasciato in superficie come lava basaltica altamente fluida .
Poiché Marte manca di tettonica a zolle, la lava è in grado di accumularsi in una regione per miliardi di anni per produrre enormi costrutti vulcanici.

Ipotesi:
Una domanda chiave sulla natura di Tharsis, è stata quella se il rigonfiamento è principalmente il prodotto del sollevamento della crosta attiva data dalla galleggiabilità fornita dal pennacchio del mantello sottostante o se si tratta semplicemente di una grande massa statica di materiale igneo supportata dalla litosfera sottostante ?

L'analisi teorica dei dati di gravità e il modello dei cedimenti e delle faglie, che circondano Tharsis suggeriscono che quest'ultima ipotesi è la più probabile.
L'enorme peso di Tharsis ha generato enormi stress nella crosta, producendo un'ampia depressione nella regione e una serie di fratture radiali che emanano dal centro del rigonfiamento che si estende a metà del pianeta, ma non solo, l'enorme massa di Tharsis (circa 10E21 kg) , è così grande e massiccia che ha probabilmente influenzato il momento di inerzia del pianeta, causando probabilmente un cambiamento nel tempo dell'orientamento della crosta del pianeta rispetto al suo asse di rotazione.
Secondo uno studio recente, Tharsis originariamente si formava a circa 50° N di latitudine e migrava verso l'equatore tra 4,2 e 3,9 miliardi di anni fa.
Prove geologiche, come la direzione del flusso delle antiche reti a valle intorno a Tharsis, indicano che il rigonfiamento era in gran parte in atto entro la fine del periodo noachiano, circa 3,7 miliardi di anni fa. Sebbene il rigonfiamento stesso sia antico, le eruzioni vulcaniche nella regione sono continuate per tutta la storia marziana e probabilmente hanno svolto un ruolo significativo nella produzione dell'atmosfera del pianeta e nell'erosione delle rocce sulla superficie del pianeta.

Produzione di atmosfera:
Secondo una stima, il rigonfiamento di Tharsis contiene circa 300 milioni di km3 di materiale igneo. Supponendo che il magma che ha formato Tharsis contenesse anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo in percentuali paragonabili a quelle osservate nella lava basaltica hawaiana, la quantità totale di gas rilasciati dai magmi di Tharsis avrebbe potuto produrre un'atmosfera di CO2 da 1,5 bar e un globale strato d'acqua spesso 120 m.
I magmi marziani probabilmente contengono anche quantità significative di zolfo e cloro.
Questi elementi si combinano con l'acqua per produrre acidi che possono scomporre rocce e minerali primari.
Le esalazioni gassose da Tharsis e da altri centri vulcanici del pianeta sono probabilmente responsabili di uno dei primi periodi dell'era marziana (il Noachiano, tra 4,2 e 3,8 miliardi di anni fa) quando gli agenti atmosferici dell'acido solforico producevano abbondanti minerali solfati idratati come la kieserite e il gesso .

Presenza di ghiaccio:
Le analisi geologiche del suolo hanno rilevato a ridosso dei grandi vulcani più strati di depositi di ghiaccio, che sono il risultato, della condensazione delle effimere nubi che stagionalmente si addensano attorno ai picchi dei Tharsis Montes e del monte Olimpo, analogo fenomeno avviene presso l'Elysium Mons.

( Le nubi ghiacciate sui rilievi di Tharsis ).

(A) Mappa geologica modificata della regione di Tharsis che mostra la posizione di depositi a forma di ventaglio di età amazzonica (giallo) situati sulle pendici nord-occidentali dei Tharsis Montes e Olympus Mons.
(B) L'accumulo netto di ghiaccio nelle acque superficiali nella regione di Tharsis è stato simulato con 45 obliquità e supponendo che il ghiaccio delle acque superficiali sia presente sulla calotta polare settentrionale. I contorni della topografia ad altimetro laser Orbiter Mars (MOLA) sovrapposti sono a intervalli di 2000 m.
Come per la regione di Elysium Mons. Al di fuori delle aree di Tharsis ed Elysium, non è previsto alcun accumulo di ghiaccio netto.
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A cura di Giovanni Donati INSA-MARTE.

MARTE : LA REGIONE VULCANICA DI ELYSIUM. by Andreotti Roberto - INSA.

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aggiornato il 07/02/2020

ELYSIUM

Elysium è la seconda regione vulcanica più grande di Marte dopo Tharsis.
Oltre alla pianura e ad avere grandi vulcani, Elysium ha diverse aree con lunghe trincee, chiamate fossa o fossae (plurale) su Marte.
Includono Cerberus Fossae , Elysium Fossae , Galaxias Fossae , Hephaestus Fossae , Hyblaeus Fossae , Stygis Fossae e Zephyrus Fossae.

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Elysium Mons:
Elysium Mons è un vulcano su Marte situato nella provincia vulcanica di Elysium , a 25.02° N 147.21° E , nell'emisfero orientale marziano.

Si trova a circa 12,6 km sopra la sua base, e circa 14,1 km sopra il livello medio marziano , che lo rende la terza montagna marziana più alta in termini di rilievo e la quarta più alta in altezza.
Il suo diametro è di circa 500 x 700 km , con una caldera sommitale di circa 14 km di diametro.
È affiancato dai vulcani più piccoli Ecate Tholus a nord-est e Albor Tholus a sud-est.
Si differenzia dai grandi vulcani nella regione di Tharsis in quanto sui suoi fianchi non sono visibili grandi flussi di lava .
Nelle sue vicinanze numerosi crateri sono visibili, ma non da impatti di meteoriti, ma sono di origine vulcanica.
Elysium Mons è stato scoperto nel 1972 in immagini restituite dall'orbita dal Mariner 9 .
Un cratere di 6,5 km di diametro a 29.674° N, 130.799° E, nelle pianure vulcaniche a nord-ovest di Elysium Mons è stato identificato come una possibile fonte per i meteoriti nakhlite , una famiglia di meteoriti marziani basaltici simili con età cosmogeniche di circa 10,7 Ma, espulsi da Marte per un singolo evento di impatto.
Le date delle rocce ignee dei nakhlite vanno da 1416 ± 7 Ma a 1322 ± 10 Ma.
Queste date più le dimensioni del cratere suggeriscono un tasso di crescita del vulcano sorgente durante quell'intervallo di 0,4-0,7 m per Ma, molto più lento di quanto ci si aspetterebbe per un vulcano terrestre.
Ciò implica che il vulcanismo marziano aveva rallentato notevolmente a quel punto della storia.

( La caldera sulla sommità di Elysium Mons ).
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Elysium planitia:
Elysium Planitia è una vasta pianura a sud di Elysium, centrato a 3,0° N 154,7° E .
Un altro grande vulcano, Apollinaris Mons, si trova a sud dell'Elysium Planitia e non fa parte della provincia.

( Analisi geologica del sito di ammartaggio della sonda InSight ).

I più grandi crateri dell'Elysium Planitia sono Eddie , Lockyer e Tombaugh . La planitia ha anche valli fluviali, una delle quali, Athabasca Valles potrebbe essere una delle più giovani su Marte. Sul lato nord-est si trova una depressione allungata chiamata Orcus Patera , e questa e alcune pianure orientali furono riprese nel sorvolo del Mariner 4 del 1965 .
Una foto (vedi sotto), del 2005 in Elysium Planitia a 5° N, 150° E da parte del veicolo spaziale Mars Express mostra quello che potrebbe essere ghiaccio d'acqua coperto di polvere. Si stima che il volume del ghiaccio sia di 800 km per 900 km di dimensioni e 45 m di profondità, simili per dimensioni e profondità al Mare del Nord .
Si pensa che il ghiaccio sia il residuo delle alluvioni delle fessure del Cerberus Fossae circa 2-10 milioni di anni fa. La superficie dell'area è suddivisa in "piastre" come il ghiaccio rotto che galleggia su un lago (vedi sotto ). Il conteggio dei crateri da impatto mostra che le piastre sono più vecchie di 1 milione di anni rispetto al materiale vuoto, dimostrando che l'area si è solidificata troppo lentamente perché il materiale fosse lava basaltica, quindi escludendo questa ipotesi.

La missione InSight della NASA è sbarcata in Elysium Planitia il 26 novembre 2018.
È decollata dalla Terra il 5 maggio 2018.
La sonda studierà la struttura interna di Marte e migliorando così la comprensione dell'evoluzione del pianeta.
Oltre agli studi già citati, possiede anche una stazione meteo che raccoglie dati di Temperatura, Velocità e Direzione dei Venti, e registra le variazioni della Pressione Atmosferica.
Il lander di InSight Mars è stato in grado di scattare foto a colori dalla superficie di Elysium Planitia.

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Analisi geologica:

Attività vulcanica:
David Susko e i suoi colleghi della Louisiana State University hanno analizzato i dati geochimici e di morfologia superficiale di Elysium usando strumenti a bordo del NASA Mars Odyssey Orbiter (2001) e Mars Reconnaissance Orbiter (2006).
Attraverso il conteggio dei crateri, hanno trovato differenze di età tra le regioni nord-ovest e sud-est di Elysium - circa 850 milioni di anni di differenza. Hanno anche scoperto che le regioni sud-orientali più giovani sono geochimicamente diverse dalle regioni più vecchie e che queste differenze si riferivano a processi ignei, non a processi secondari come l'interazione di acqua o ghiaccio con la superficie di Elysium in passato.

"Abbiamo stabilito che, sebbene in passato potesse esserci acqua in quest'area, le proprietà geochimiche nel metro più alto in tutta questa provincia vulcanica sono indicative di processi ignei", Disse Susko. "Pensiamo che i livelli di torio e potassio qui siano stati ridotti nel tempo a causa delle eruzioni vulcaniche per miliardi di anni. Gli elementi radioattivi sono stati i primi ad andare nelle prime eruzioni. Stiamo assistendo a cambiamenti nella chimica del mantello nel tempo."

"I sistemi vulcanici di lunga durata con mutevoli composizioni di magma sono comuni sulla Terra, ma con una storia emergente su Marte", ha dichiarato James Wray, co-autore e professore associato presso la School of Earth and Atmospher Sciences della Georgia Tech.

( Il fronte di un imponente flusso lavico ).

Nel complesso, questi risultati indicano che Marte è un corpo molto più geologicamente complesso di quanto si pensasse originariamente, forse a causa di vari effetti di carico sul mantello causati dal peso dei vulcani giganti. Per decenni, abbiamo visto Marte, come una roccia senza vita, piena di crateri con un numero di vulcani a lungo inattivi. Abbiamo avuto una visione molto semplice del pianeta rosso. Trovare una varietà di rocce ignee dimostra che Marte ha il potenziale per un utile utilizzo delle risorse e una capacità di sostenere una popolazione umana su Marte.
"È molto più facile sopravvivere su un corpo planetario complesso che porta i prodotti minerali di geologia complessa che su un corpo più semplice come la luna o gli asteroidi."

Gran parte dell'area vicino ai vulcani è coperta da flussi di lava, alcuni possono anche essere mostrati avvicinarsi, quindi fermarsi al raggiungimento di un terreno più elevato.
A volte quando la lava scorre la parte superiore si raffredda rapidamente in una crosta solida. Tuttavia, la lava sottostante spesso scorre ancora, questa azione rompe lo strato superiore rendendolo molto ruvido. Tale flusso approssimativo è chiamato aa.

La ricerca, pubblicata nel gennaio 2010, ha descritto la scoperta di un vasto flusso di lava, della dimensione dello stato dell'Oregon , che "è stato messo in atto turbolentemente nell'arco di diverse settimane al massimo". Questo flusso, vicino ad Athabasca Valles , è il flusso di lava più giovane su Marte. Si pensa che sia della tarda età amazzonica .
Altri ricercatori non sono d'accordo con questa idea.
In condizioni marziane la lava non dovrebbe rimanere fluida a lungo.

Canali di deflusso:
Forse il canale di deflusso più giovane su Marte è Athabasca Valles . Si trova a 620 miglia a sud-est del grande vulcano Elysium Mons .
Athabasca è stata formata dall'acqua che fuoriusciva esplodendo da Cerberus Fossae , una serie di crepe o fessure nel terreno. Le Cerberus Fossae molto probabilmente si sono formate dallo stress sulla crosta causato dal peso di entrambi i vulcani Elysium Mons e Tharsis. Le prove attuali suggeriscono che le inondazioni di Cerberus probabilmente sono scoppiate in più fasi. Vicino all'inizio di questi canali (Cerberus Fossae), il sistema si chiama Athabasca Valles, a sud e ad est si chiama Marte Vallis.
Le portate nella Marte Vallis sono state stimate a circa 100 volte quella del fiume Mississippi. Alla fine, il sistema sembra svanire nelle pianure di Amazonis Planitia dove è esistito un residuo bacino d'acqua di quello che agli albori di Marte era un vasto oceano.

( Athabasca Valles ).
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A cura di Andreotti Roberto.

MARTE : ELYSIUM , LE CERBERUS FOSSAE . by Andreotti Roberto, INSA-MARTE.

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Aggiornato il 10/01/2020

CERBERUS FOSSAE

Cartografia:
Le Cerberus Fossae sono una serie di fessure semi-parallele su Marte formate da faglie che hanno separato la crosta nella regione di Cerberus. Sono di 1235 km di larghezza e centrati a 11,28° N e 166,37° E.
La loro latitudine più settentrionale è 16.16° N e la loro latitudine più meridionale 6.23° N.
Le loro lunghezze più orientali e più occidentali sono rispettivamente 174,72° E e 154,43° E.
Possono essere visti nel quadrangolo Elysium .

Le increspature viste sul fondo delle faglie sono sabbia soffiata dal vento.

Formazione:
La modellazione numerica delle forze nella crosta di Marte suggerisce che la causa alla base della faglia è la deformazione causata dai vulcani Tharsis ad est.

Eta e Scioglimento di acqua:
Le fratture sono piuttosto giovani, tagliano alcune caratteristiche preesistenti come le colline del Monte del Tartaro ed il lembo lavico a sud-est di Elysium Mons.

( A lato le fosse che tagliano strutture preesistenti ).

Si sospettava che la formazione delle fosse avesse rilasciato acqua sotterranea pressurizzata, precedentemente confinata dalla criosfera , con portate fino a 2×10E6 m3/s , portando alla creazione delle Athabasca Valles .
Le stime precedenti della scarica acquosa erano ∼1–2 × 10E6 m3/s. I nostri modelli mostrano che questo flusso potrebbe essere facilmente compensato dal flusso attraverso fratture criosferiche correlate alla diga adiacente a velocità di aumento dell'acqua di ∼60 m / s. La permeabilità della falda acquifera richiesta, tuttavia, è molto più grande di quella comunemente riscontrata su profondità e scale simili sulla Terra. Ciò suggerisce che l'acqua può essere trasportata nel sottosuolo mediante un meccanismo più efficiente del flusso poroso e / o che i valori di flusso volumetrico proposti in precedenza siano sopravvalutati.
Marte Vallis è un altro canale che si è ipotizzato si sia formato dall'acqua rilasciata da Cerberus Fossae.
 Il numero dei crateri suggerisce che quest'ultimo deflusso dalle Cerberus Fossae sia avvenuto circa tra i 2 ed i 10 milioni di anni fa.

LINK : https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2003GL017135 

Faglie:
La superficie fratturata della regione di Cerberus a sud-est dei vulcani Elysium fornisce un esempio impressionante delle potenti forze tettoniche che hanno modellato la regione. Sia le lisce pianure di lava che le montagne che spuntano attraverso la lava sono state sottoposte a forze estensive che hanno squarciato il paesaggio. Le fratture sono radiali rispetto al complesso Elysium, suggerendo una relazione tra le caratteristiche estensioni e i processi vulcanici.

( Sotto ingrandimento di una collina spezzata a metà - più sotto una faglia che taglia un vecchio cratere ).

Queste fratture si formarono in risposta allo stiramento della crosta marziana a causa del movimento del magma legato alla formazione del campo vulcanico di Elysium, situato a nord-ovest.
Notate come le fratture attraversano le colline preesistenti indicando che la frattura è più giovane delle colline stesse o del cratere qua sotto.

Altre ipotesi non provate:
C'è stato un suggerimento, che ipotizza che scarichi d'acqua così elevati in superficie attraverso queste fessure siano fisicamente non plausibili, e che invece era la lava era il fluido eruttato dal Cerberus Fossae.
Il diluvio di lava avrebbe avuto un ipotetico volume di circa 5000 chilometri cubi, abbastanza tipico delle grandi eruzioni di basalto sulla Terra. A questi alti scarichi, la lava si comportava in molti modi come un'inondazione di acqua. Sembra che abbia modestamente eroso parti di Athabasca Valles e poi riempito il bacino di Cerberus Palus.
Le zattere di lava in questo stagno temporaneo di lava di 800 km per 900 km sono notevolmente simili nell'aspetto al ghiaccio del mare del Nord, e tali quindi potrebbero anche essere.

Tettonica:
Mentre alcune delle crepe sono situate nella parte superiore di un'altura topografica e sono circondate da elementi di flusso, indicando che fungevano da prese d'aria vulcaniche, altre si trovano su un terreno completamente piatto senza elementi di flusso, indicando che sono semplicemente fratture da stress tettonico.
Cerberus Fossae è stata identificata positivamente come la prima regione tettonicamente attiva su Marte, con i terremoti localizzati lì mediante misurazioni del sismometro dal lander InSight della NASA nel 2019.

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A cura di INSA-MARTE.

MARTE : L'ALTOPIANO VULCANICO DI THARSIS. by Giovanni Donati - INSA-MARTE.

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Aggiornato il 06/01/2020

THARSIS

Introduzione:
Tharsis è un vasto altopiano vulcanico centrato vicino all'equatore nell'emisfero occidentale di Marte. La regione ospita i più grandi vulcani del Sistema Solare , inclusi i tre enormi vulcani a scudo Arsia Mons , Pavonis Mons e Ascraeus Mons , che sono noti collettivamente come Tharsis Montes.
Il vulcano più alto del pianeta, Monte Olimpo , è spesso associato alla regione di Tharsis ma in realtà si trova al largo del bordo occidentale dell'altopiano.
Il nome Tharsis è la traslitterazione greco-latina del biblico tarsis, la terra all'estremità occidentale del mondo conosciuto.

Dati cartografici:
Tharsis non ha confini definiti formalmente, quindi le dimensioni precise per la regione sono difficili da dare. In generale, il rigonfiamento è di circa 5.000 km di larghezza e fino a 7 km di altezza (esclusi i vulcani, che hanno altitudini molto più elevate).
Si estende approssimativamente da Amazonis Planitia (215° E) a ovest a Chryse Planitia (300° E) a est. Il rigonfiamento è leggermente allungato nella direzione nord-sud, che corre dai fianchi settentrionali di Alba Mons (circa 55° N) alla base meridionale degli altopiani di Thaumasia (circa 43° S). A seconda di come viene definita la regione, Tharsis copre tra i 10 ed i 30 milioni di km quadrati , o fino al 25% della superficie di Marte.

Regioni:
Tharsis è divisa in due ampi rilievi, uno settentrionale e uno più grande a sud. L'altopiano settentrionale sovrasta parzialmente le pianure a nord del confine dicotomico .


NORD:
Questa regione è dominata da Alba Mons e dai suoi ampi flussi vulcanici. Alba Mons è un vasto edificio vulcanico basso che è unico per Marte. Alba Mons è così grande e topograficamente distinta che può quasi essere trattata come un'intera provincia vulcanica a sé stante. La parte più antica dell'altura settentrionale è costituita da un'ampia cresta topografica che corrisponde al terreno altamente fratturato di Ceraunius Fossae .
La cresta è orientata a nord-sud e fa parte del seminterrato di età noachiana su cui sorge Alba Mons. Nelle zone nord si trovano anche i flussi di lava della Formazione di Ceraunius Fossae, che sono un po 'più vecchi dei flussi di età amazzoniana che costituiscono gran parte della regione centrale di Tharsis a sud.

( Tharsis tholus ).


SUD:
La più grande porzione meridionale di Tharsis (nella foto a sinistra) si trova sopra un vecchio altopiano craterizzato.
Il suo confine occidentale è approssimativamente definito dalle alte pianure laviche di Daedalia Planum , che digradano dolcemente a sud-ovest nelle regioni di Memnonia e Terra Sirenum . A est, il rigonfiamento meridionale della Tharsis è costituito dall'altopiano di Thaumasia , un esteso tratto di pianure vulcaniche largo circa 3000 km. L'altopiano di Thaumasia è delimitato a ovest da una zona altamente elevata di fratture (Claritas Fossae) e montagne (Thaumasia Highlands) che curva a sud e poi a est a nord-est in un ampio arco che è stato paragonato alla forma della coda di uno scorpione.
La provincia dell'altopiano è delimitata a nord dal Labyrinthus Noctis e dai tre quarti occidentali di Valles Marineris . È delimitato ad est da una cresta orientata a nord-sud chiamata ascesa di Coprates. Questi confini racchiudono un ampio altopiano e un bacino interno poco profondo che comprende Siria , Sinai e Solis Planum.
Le zone più alte dell'altopiano sul rigonfiamento di Tharsis si trovano nel nord della Siria Planum , nella Labyrinthus Noctis occidentale e nelle pianure a est di Arsia Mons.

( Labyrintus Noctis ).

CENTRO:
La zona centrale di Tharsis è definita dai tre enormi vulcani Tharsis Montes ( Arsia Mons , Pavonis Mons e Ascraeus Mons ), e da un numero di edifici vulcanici più piccoli e pianure adiacenti.

( I Tharsis Montes ).

Geologia:
Tharsis è comunemente chiamata una provincia vulcanico-tettonica, il che significa che è il prodotto del vulcanismo e dei processi tettonici associati che hanno causato un'ampia deformazione crostale.

Secondo la visione standard, Tharsis sovrasta un punto caldo , simile a quello che si ritiene alla base dell'isola delle Hawaii .
Il punto caldo è causato da una o più colonne massicce di materiale caldo a bassa densità che sale attraverso il mantello.
Il punto caldo produce quantità voluminose di magma nella crosta inferiore che viene rilasciato in superficie come lava basaltica altamente fluida .
Poiché Marte manca di tettonica a zolle, la lava è in grado di accumularsi in una regione per miliardi di anni per produrre enormi costrutti vulcanici.

Ipotesi:
Una domanda chiave sulla natura di Tharsis, è stata quella se il rigonfiamento è principalmente il prodotto del sollevamento della crosta attiva data dalla galleggiabilità fornita dal pennacchio del mantello sottostante o se si tratta semplicemente di una grande massa statica di materiale igneo supportata dalla litosfera sottostante ?

L'analisi teorica dei dati di gravità e il modello dei cedimenti e delle faglie, che circondano Tharsis suggeriscono che quest'ultima ipotesi è la più probabile.
L'enorme peso di Tharsis ha generato enormi stress nella crosta, producendo un'ampia depressione nella regione e una serie di fratture radiali che emanano dal centro del rigonfiamento che si estende a metà del pianeta, ma non solo, l'enorme massa di Tharsis (circa 10E21 kg) , è così grande e massiccia che ha probabilmente influenzato il momento di inerzia del pianeta, causando probabilmente un cambiamento nel tempo dell'orientamento della crosta del pianeta rispetto al suo asse di rotazione.
Secondo uno studio recente, Tharsis originariamente si formava a circa 50° N di latitudine e migrava verso l'equatore tra 4,2 e 3,9 miliardi di anni fa.
Prove geologiche, come la direzione del flusso delle antiche reti a valle intorno a Tharsis, indicano che il rigonfiamento era in gran parte in atto entro la fine del periodo noachiano, circa 3,7 miliardi di anni fa. Sebbene il rigonfiamento stesso sia antico, le eruzioni vulcaniche nella regione sono continuate per tutta la storia marziana e probabilmente hanno svolto un ruolo significativo nella produzione dell'atmosfera del pianeta e nell'erosione delle rocce sulla superficie del pianeta.

Produzione di atmosfera:
Secondo una stima, il rigonfiamento di Tharsis contiene circa 300 milioni di km3 di materiale igneo. Supponendo che il magma che ha formato Tharsis contenesse anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo in percentuali paragonabili a quelle osservate nella lava basaltica hawaiana, la quantità totale di gas rilasciati dai magmi di Tharsis avrebbe potuto produrre un'atmosfera di CO2 da 1,5 bar e un globale strato d'acqua spesso 120 m.
I magmi marziani probabilmente contengono anche quantità significative di zolfo e cloro.
Questi elementi si combinano con l'acqua per produrre acidi che possono scomporre rocce e minerali primari.
Le esalazioni gassose da Tharsis e da altri centri vulcanici del pianeta sono probabilmente responsabili di uno dei primi periodi dell'era marziana (il Noachiano, tra 4,2 e 3,8 miliardi di anni fa) quando gli agenti atmosferici dell'acido solforico producevano abbondanti minerali solfati idratati come la kieserite e il gesso .

Presenza di ghiaccio:
Le analisi geologiche del suolo hanno rilevato a ridosso dei grandi vulcani più strati di depositi di ghiaccio, che sono il risultato, della condensazione delle effimere nubi che stagionalmente si addensano attorno ai picchi dei Tharsis Montes e del monte Olimpo, analogo fenomeno avviene presso l'Elysium Mons.

( Le nubi ghiacciate sui rilievi di Tharsis ).

(A) Mappa geologica modificata della regione di Tharsis che mostra la posizione di depositi a forma di ventaglio di età amazzonica (giallo) situati sulle pendici nord-occidentali dei Tharsis Montes e Olympus Mons.
(B) L'accumulo netto di ghiaccio nelle acque superficiali nella regione di Tharsis è stato simulato con 45 obliquità e supponendo che il ghiaccio delle acque superficiali sia presente sulla calotta polare settentrionale. I contorni della topografia ad altimetro laser Orbiter Mars (MOLA) sovrapposti sono a intervalli di 2000 m.
Come per la regione di Elysium Mons. Al di fuori delle aree di Tharsis ed Elysium, non è previsto alcun accumulo di ghiaccio netto.
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A cura di Giovanni Donati INSA-MARTE.