Super Eruption หรือการปะทุของภูเขาไฟ Super Volcano ซึ่งเป็นการปะทุของภูเขาไฟที่เรียกได้ว่ารุนแรงกว่าภูเขาไฟระเบิดที่มนุษย์ในยุคปัจจุบันเคยเจอเป็นอย่างมาก โดย Super Eruption ของภูเขาไฟบนโลกเกิดขึ้นล่าสุดย้อนไปเมื่อประมาณ 26,500 ปีก่อน เมื่อภูเขาไฟ Taupo ใน New Zealand ปะทุขึ้น เรียกการปะทุครั้งนี้ว่า Oruanui Eruption จัดระดับ Volcanic Explosivity Index (VEI) หรือดัชนีความรุนแรงของการปะทุได้ที่ระดับ 8 ซึ่งถือเป็นระดับสูงสุด มีความถี่ในการเกิดต่อหนึ่งครั้งมากกว่า 50,000 ปี
ในปี 2021 นี้ NASA ได้ตีพิมพ์งานวิจัยซึ่งค้นพบหลักฐานการระเบิดแบบ Super Eruption ของภูเขาไฟในบริเวณ Arabia Terra บนดาวอังคาร โดยเปเปอร์ดังกล่าวมีชื่อว่า Stratigraphic Evidence for Early Martian Explosive Volcanism in Arabia Terra (Whelley et al., 2021)
ภูเขาไฟเหล่านี้เมื่อมันปะทุขึ้นมันจะปลดปล่อยแก๊สและแมกมาปริมาตรเท่าสระว่ายน้ำโอลิมปิก 400 ล้านสระออกมาจากพื้นผิวขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อแก๊สและแมกมาเหล่านี้พุ่งขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศแล้ว มันจะก่อตัวกลายเป็นชั้นของขี้เถ้าที่หนามากและขยายออกไปใกล้หลายพันกิโลเมตรจากภูเขาไฟ
แน่นอนว่าการปะทุเช่นนี้แรงกระแทกหรือ Shockwave จากการปะทุจะส่งผลต่อโครงสร้างของปล่องภูเขาไฟเป็นอย่างแรก ทำให้ปล่องภูเขาไฟถล่มลงมากลายเป็นหลุมขนาดใหญ่เรียกว่า “Caldera” เส้นผ่านศูนย์กลางหลายกิโลเมตร ซึ่งสามารถพบเห็นได้จากปล่องภูเขาไฟ Super Volcanoes บนโลกเช่นกัน
นักวิทยาศาสตร์พบ “Caldera” อย่างน้อย 7 แห่ง ในบริเวณ Arabia Terra ซึ่งถือเป็นสัญญาณแรกที่บ่งบอกถึงการมีอยู่ของ Super Volcanoes ที่สามารถปะทุได้รุนแรงจนปล่องภูเขาไฟถล่มกลายเป็นหลุม Caldera
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าอาจเป็นรอยจากการชนของอุกกาบาตซึ่งเกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน อย่างไรก็ตามจากการเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งในปี 2013 พบว่าหลุมพวกนี้น่าจะเป็น Caldera ของภูเขาไฟมากกว่า เนื่องจากหลุมอุกกาบาตส่วนใหญ่จะมีลักษณะกลมเกือบสมบูรณ์ ในขณะที่หลุมเหล่านี้มีร่องรอยของการถล่มของพื้นผิวแบบไม่สมมาตรบริเวณขอบหลุม
ถ้าหลุมเหล่านี้เป็น Caldera ของภูเขาไฟจริง หมายความว่าในอดีตภูเขาไฟเหล่านี้จะต้องปะทุรุนแรงถึงระดับ Super Eruption จึงจะสามารถทำให้ปากปล่องถล่มลงมากลายเป็น Caldera ได้ และการเกิด Super Eruption หมายถึงการปล่อย ขี้เถ้า, ฝุ่นผง, และแมกมา ไปทั่วบริเวณรอบ ๆ ภูเขาไฟ ถ้าเราสามารถหาสิ่งเหล่านี้ได้ เราก็จะสามารถยืนยันได้ว่าพื้นที่เหล่านี้เคยเป็นภูเขาไฟ Super Volcanoes จริง ๆ
หลังจากมีกระแสว่าหลุมที่ Arabia Terra อาจเป็น Caldera ของภูเขาไฟ นักวิจัยหลายทีมก็เริ่มแห่กันไปรื้อข้อมูลมาวิเคราะห์ ไม่ว่าจะเป็นการใช้ข้อมูลจากยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) มาคาดคะเนการกระจายตัวของขี้เถ้าจากการปะทุ, การคำนวณจุดตกพื้นของขี้เถ้า, และการวิเคราะห์แร่ธาตุบริเวณ Arabia Terra ว่าสัมพันธ์กับสภาพภูมิประเทศภูเขาไฟหรือไม่
โดยจากข้อมูลข้างต้นเราจะสามารถวิเคราะห์รวมกันได้เป็นการหา Pattern ของแร่ธาตุบนพื้นผิวที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟแบบ Super Eruption โดยแร่ธาตุเหล่านี้จะตกใกล้และไกลไม่เท่ากัน ยิ่งใกล้ยิ่งพบมาก ยิ่งไกลยิ่งเจอน้อย จากนั้นจึงวิเคราะห์เปรียบเทียบกับ Pattern ของ Super Eruption
ทีมนักวิจัยได้ใช้รูปจาก Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer ของยาน MRO เพื่อระบุแร่ธาตุเหนือพื้นผิวของดาวอังคารห่างออกไปจาก Caldera บริเวณ Arabia Terra หลายพันกิโลเมตรในทิศทางที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้ว่าลมน่าจะพัดพาขี้เถ้าจากภูเขาไฟมาทางนี้ จากการวิเคราะห์พวกเขาพบแร่ธาตุภูเขาไฟหลายชนิด เช่น Montmorillonite, imogolite และ allophane
จากการวิเคราะห์ภาพจากกล้อง MRO เพื่อสร้างภาพทางภูมิประเทศแบบสามมิติของ Arabia Terra พบว่า แร่ธาตุที่พบเหล่านี้เป็นชั้นของแร่ธาตุที่ถูกเก็บรักษาไว้อย่างดีโดยไม่ได้โดนลมหรือน้ำกัดกร่อน เมื่อก่อนมันอยู่ยังไงตอนนี้มันก็ยังอยู่อย่างนั้น หมายความว่าถ้าเราวิเคราะห์มันตอนนี้ก็จะเหมือนเราวิเคราะห์มันราวกับว่าเราได้วิเคราะห์มันเหมือนตอนมันปะทุสด ๆ ร้อน และก็เป็นตอนนี้เองที่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรก ๆ รู้ว่าตัวเองไม่ได้ฟลุ๊ก แต่ของจริง
กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่เคยเสนอว่าหลุมที่ Arabia Terra คือ Caldera เมื่อปี 2013 ก็เข้าร่วมการวิจัยด้วย โดยการคำนวณปริมาณของสารจากการปะทุของภูเขาไฟ อ้างอิงจากปริมาตรของ Caldera แต่ละอัน เพื่อที่จะนำข้อมูลไปรวมกับข้อมูลความหนาของชั้นขี้เถ้าและแร่ธาตุที่เจอก่อนหน้านี้ เพื่อประมาณการปะทุของภูเขาไฟว่าจะต้องปะทุกี่ครั้งถึงจะได้ความหนาระดับนี้ ผลปรากฏว่าภูเขาไฟพวกนี้จะต้องปะทุเป็นพัน ๆ ครั้ง เพื่อที่จะให้ได้ความหนาของแร่ธาตุภูเขาไฟระดับนี้
คำถามก็คือทำไมภูเขาไฟที่มีความสามารถในการปะทุแบบ Super Eruption (แล้วปะทุจริง ๆ) ถึงมากองกันอยู่ที่เดียวบริเวณ Arabia Terra ในขณะที่ ภูเขาไฟบนโลกนั้นมีไปทั่วเลย ถึงดาวอังคารจะมีภูเขาไฟอื่น ๆ ที่ไม่ได้อยู่ที่ Arabia Terra อย่างเช่น ภูเขาไฟ Olympus Mons ที่ถือว่าเป็นภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ แต่นักวิทยาศาสตร์กลับไม่เคยพบหลักฐานการปะทุของมันเลย
เป็นได้ว่าโลกอาจจะมีภูเขาไฟรวมกันเป็นกลุ่มมาก่อน แต่การที่โลกมีภูเขาไฟไปทั่วในปัจจุบันอาจจะเป็นเพราะว่าแผ่นธรณีภาคของเรายังเกิดการแปรสัณฐานอยู่ ทำให้ภูเขาไฟหลาย ๆ อันที่เคยเกิดอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกระจายตัวออกตามการเคลื่อนตัวของแผ่นธรณีภาค ในขณะที่ภูเขาไฟในดาวเคราะห์ที่มีการแปรธรณีสัณฐานน้อย ภูเขาไฟที่ก่อตัวกันเป็นกลุ่มนี้อาจจะไม่สามารถแยกออกจากกันได้ จึงทำให้เกิดการรวมกลุ่มกันของภูเขาไฟนั่นเอง
และถ้าเป็นเช่นนั้นจริง จะต้องมีภูเขาไฟลักษณะเดียวกันบนดาวอย่างดาวศุกร์หรือดวงจันทร์ของดาวพฤหัสอย่าง Io ที่มี Conditions คล้ายกับดาวอังคารนั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
NASA Confirms Thousands of Massive, Ancient Volcanic Eruptions on Mars
Whelley, P., Matiella Novak, A., Richardson, J., Bleacher, J., Mach, K., & Smith, R. N. (2021). Stratigraphic evidence for early Martian explosive volcanism in Arabia Terra. Geophysical Research Letters, 48(15). https://doi.org/10.1029/2021gl094109
