Tvenns konar uppruni jarðskjálfta

Flestir Íslendingar átta sig á því að stóru jarðskjálftarnir hér á landi verði til vegna núnings bergs vegna láréttra flekahreyfinga. Skilyrði slíkra skjálfta eru að finna á Skjálfandadjúpinu og á Suðurlandi. Skjálftahrinan um þessar mundir við Grímsey kemur þess vegna ekkert á óvart.

"Daglegu" jarðskjálftarnir eru þó af öðrum toga en þeir myndast vegna flóðkrafta. Á sama hátt og höfin lyftast og síga með flóð og fjöru, þá lyftast og síga meginlöndin einnig, þó bara um rúma 20 cm í stað fleiri metra sem sjórinn lyftir sér. Á stöðum þar sem jarðskorpan er sprungin, t.d. við flekaskil, er jarðskorpan ekki samtaka í að lyfta sér og síga. Þannig myndast núningur bergs vegna lóðréttar hreyfingar - daglegir jarðskjálftar sem eru yfirleitt minni að stærð en þeir sem myndast vegna láréttra hreyfinga.

Jarðskjálftar vegna flóðkrafta hafa dagsveiflur eins og ég hef sýnt áður (sjá hér og hér), enda fara sólin og tunglið daglega yfir höfuð okkar. Á sama hátt og við erum með stórstreymi þegar flóðkraftar frá tungli og sólu leggjast á eitt, þá gerist svipað með jarðskjálftana - þeir verða stærri við nýtt og fullt tungl. Í dag er einmitt nýtt tungl.

Líklegt er að um sambland beggja áhrifa sé að ræða, enda eru hreyfistefnurnar tvær tengdar. Ekki er ólíklegt að miklir flóðkraftar (sem leiða til lóðéttrar hreyfingar) hafa hrundið af stað láréttri hreyfingu og þar með stærri og fleiri jarðskjálfta.

Um 400 skjálftar á 12 tímum

Vatnstunglið Fóbos

Stærsta tungl Mars heitir Fóbos og er það mjög svipað í útliti og sumar halastjörnur og ísstirni, nema Fóbos hefur nokkrar stórkostlegar raðir af vatnsgígum. Raðir vatnsgíga á Fóbos sem sjást á myndinni hér að ofan eru mikilvægar sannanir fyrir virkni vatnsgíga á samsíða farvegum og dölum sem finnast bæði innan og utan langstærsta gígs tunglsins. Takið eftir að sumar gígaraðir virðast vera hornréttar á brún stóra gígsins. Það er furðulegt að rannsakendur vísa enn í gíga Fóbosar sem árekstrargíga, jafnvel líka þann stóra. Árekstur sem skilur eftir slíkan gíg hefði mölvað þetta litla tungl í tætlur. Á yfirborði tunglsins er ekkert útkast að sjá en hins vegar sér maður fullt af röðum vatnsgíga! Árekstrarsinnar geta ekki útskýrt hvernig svo margir „árekstrargígar“ eiga að hafa myndast í þessum „árekstrarröðum“, sérstaklega ef hugsað er um mismunandi loftsteina á mismunandi tímapunktum.

Hinn lági eðlismassi Fóbosar, einungis 1,9 g/cm³, er ekki einu sinni tvöfaldur eðlismassi vatns og er hann tákn um vatnsuppruna tunglsins. Vitandi þetta, þá hafa rannsakendur lagt til:

Eðlismassi Fóbosar er of lár til að geta verið fast berg og er tunglið þekkt fyrir að vera holótt. Niðurstöðurnar leiddu til þeirrar tillögu að Fóbos gæti innihaldið verulegt magn af ís. (Heimasíða Wikipedia).

Vatnsdalir á Mars

Á Þaris-svæðinu á plánetunni Mars finnum við stærsta fjall sólkerfisins. Minnsta af Þaris-eldfjöllunum þremur, Pavonis Mons – „Páfuglafjall“ á latínu – rís 14 km upp úr yfirborðinu, 1,5 sinnum hærri en Mt. Everest. Á fjallshlíðinni er að finna hundruði landslagsþátta sem eru áhrifamiklir vitnisburðir um blauta sögu Mars. Myndin hér að ofan er í hárri upplausn sem sýnir svæði á fjallshlíð Pavonis Mons, en þar sjáum við marga vatnsgíga og vatnsrásir sem kallast vatnsdalir. Vatnsdalur er rás sem myndast skjótt vegna mikils flæðis setmettaðs vatns, ekki ólíkt þeim jökulhlaupa sem þekkjast á Íslandi. Á þessari mynd sjást bæði stórir og smáir vatnsdalir, auk nokkurra vatnsgíga.

Í staðinn fyrir að viðurkenna að þessar rásir mynduðust vegna vatns, eru jarðfræðingar þeirrar skoðunar að þetta séu hrundir hraunhellar:

Rannsakendur trúa því að þetta eru hraunhellar, rásir sem mynduðust upprunalega með heitri, rennandi hraunbráð sem mynda skorpu þegar yfirborðið kólnar. Hraun heldur áfram að flæða undir storknaða yfirborðið, en þegar hraun hættir að renna og rásirnar tæmast, hrynur yfirborðið og myndar ílangar dældir. Svipaðar rásir eru vel þekktar á Jörðinni og á Tunglinu. (Heimasíða ESA).

Síðasti hluti þessarar tilvitnunar er bæði réttur og rangur. „Svipaðar rásir eru vel þekktar … á Tunglinu“ er rétt að hluta til vegna þess að við sjáum sömu landslagsþætti á Tunglinu en þeir finnast ekki á Jörðinni. Það er satt að það eru til hraunhellar á Jörðinni en þeir eru örsmáir í samanburði við landslagið á Mars. Það eru sex ástæður fyrir því að þessar rásir og þessir dalir eru ekki hrundir hraunhellar.

Í fyrsta lagi, þá eru ekki til neinir sambærilegir hrundir hraunhellar á Jörðinni, að minnsta kosti ekki stórir. Ekkert á Jörðinni kemst nálægt því í stærð við rásirnar á Mars, sem sumar hverjar eru nokkrir kílómetrar breiðir og margir kílómetra langir. Stærsti hraunhellirinn á Jörðinni sem hefur hrunið er um það bil hundrað sinnum minni en dalirnir á Mars, sjá mynd hér að neðan. Það er einfaldlega engin sönnun fyrir því að hraunhellar getir verið svona stórir.

Í öðru lagi mætti búast við að með svo stórum hraunrásum sem hrynja niður, myndu risastórir steinar og hraunhellur vera sjáanleg í dölunum. Hins vegar sést ekkert slíkt á myndunum sem þó hafa háa upplausn.

Í þriðja lagi, kílómetra löngu rásirnar og dalirnir mjókka smám saman en bæði breiddin og dýptin minnka. Þetta er ekki einkenni þeirra hrundu hraunhella sem þekkjast á Jörðinni, en þekkjast hins vegar í dölum sem hafa veðrast í vatni. Auk þess eru dalirnir á Mars stöðugt meðfram yfirborðinu sem sýnir að þeir mynduðust á yfirborðinu. Hraunhellar á Jörðinni myndast hins vegar neðanjarðar og fylgja ekki alltaf yfirborðinu. Þannig að margir hraunhellar á Jörðinni hafa fallið saman þar sem þeir eru stundum nálægt yfirborðinu og hafa heila hella sem teygja sig dýpra niður. Rásirnar á Mars sýna samfellu á allri lengd sinni í rásinni. Þetta er vegna yfirborðsrof vatns.

Í fjórða lagi sýna raunverulegir samanfallnir hraunhellar á Jörðinni grófan og flatan botn í rásinni, á meðan rásirnar á Mars sýna bæði fíngerða og annaðhvort flatan botn eða V-laga dali, sem passar ekki við kenninguna um hrun. Hins vegar passar bæði við vatnsdalslíkanið, en rásir með flata botna myndast þegar leðjukennt vatn og þykkt set flæðir niður dalina en V-laga dalir myndast með orkuríkri vatnshreyfingu á tímabili mikils flæðis eða flæðis niður brattar brekkur – bæði skýrir V-laga rásir.

Í fimmta lagi eru flest hraunflæði á Jörðinni dökk, oftast svört að lit. Járn í jarðvegi Jarðarinnar stuðlar að hinum einkennandi dökka lit. Yfirborð Mars inniheldur mikið járn en dalirnir sem sjást á ljósmyndum Mars Express eru greinilega ekki svartir. Það er hlutfallslega lítill vindur og veður í þeirri hæð þar sem dalirnir eru, þannig að það er ólíklegt að þeir voru þaktir af vindi bornu seti. Í öllu falli, landsvæðið er óhemju samleitin og engar svartar hraunhellur liggja í dölunum. Á Mars er fullt af slíkum hraunsteinum, en þeir eru bara annars staðar.

Í sjötta lagi og mest sannfærandi sönnunin fyrir því að stóru rásirnar á Mars eru vatnsdalir, er að finna inni í dölunum sjálfum. Í rásinni sem sést á myndinni hér að ofan er röð gíga meðfram botninum sem einnig sést á myndinni hér að neðan. Slíkir gígar eiga svo sannarlega ekki upptök sín í árekstri og það er jafn augljóst að þeir eru ekki heldur vegna hruns hraunhellis.

Lárétt röð dælda á yfirborði plánetu myndast meðfram línu þar sem veikleiki er í fleka. Þessar sprungur skerast við djúpan veiti sem skapar rásir fyrir vatnshreyfingu. Þyngdarafls-núningur ofurhitar vatnið sem þenst snögglega út í átt að yfirborðinu þar sem það springur og þeytir ofanáliggjandi seti burt. Eftir fyrsta útbrotið, heldur vatn áfram að flæða hratt úr nýmyndaða vatnsgígnum og skolar burtu jarðvegi og myndar þannig útskolaðar rásir. Brottnám af slíku magni af seti meðfram sprungu minnkar þrýstinginn á yfirborðinu sem leiðir til aukins vatnsgoss.

Röð vatnsgíga á Mars

Myndir frá geimfarinu Mars Express sem teknar voru af ESA (Geimvísindastofnun Evrópu) sýna fyrirbæri á yfirborði Mars í ótrúlegum smáatriðum. Rannsakendur líta á næstum því alla gíga himintunglanna sem árekstrargíga en myndir á borð við þessa hér að ofan eru ruglandi fyrir þá sem hallast að árekstrarkenningunni, vegna þess að jafnvel þótt hringlaga dældir líkjast svokölluðum árekstrargígum á öðrum stöðum á Mars og öðrum hnöttum, þá eru gígarnir og dældirnar raðaðar í línu í kringum fjallstinda. Þeir eru greinilega ekki árekstrargígar. Ef til vill til að aðgreina gígana, vísa rannsakendur í þessar dældir eða „gíga“ sem „holuraðir“.

Holuraðir, röð hringlaga dælda sem eru talin hafa myndast þegar yfirborðið hrynur niður, eru einnig sjáanleg á litmyndinni. (Heimasíða ESA).

Orðið „hola“ er almennt notað til að lýsa litlum dældum en þessar „holur“ geta verið margir kílómetrar í þvermál og þess vegna er orðið „hola“ léleg lýsing á dældunum, enda lýsir orðið ekki réttilega eðli þessara dælda. Sprungur einar og sér hafa aldrei sýnt að geta myndað slíkar raðir dælda. Röð vatnsgíga myndast við vatnsrof undir yfirborðinu sem fylgja sprungum. Dæmi um þetta má sjá á mynd hér til vinstri úr bloggfærslunni Vatnsgígar. Það er því betra að kalla þessi fyrirbæri röð vatnsgíga.

Vatnsplánetan Mars

Árangursrík þróun nokkurra geimskipa og jeppa sem fóru til Mars hefur skilað sér í umfangsmiklum og nýjum upplýsingum og gögnum. Sönnun fyrir því að þar var vatn í miklu magni hefur komið í ljós. Einn jarðeðlisfræðingur hjá Jarðfræðistofnun  Bandaríkjanna (USGS) sagði þetta um „mikilvægustu framfarir“ í vísindarannsóknum:

Mikilvægustu framfarir síðastliðin 25 ár: Í janúar 2004 lenti [Mars-jeppi] á litlum gíg og uppgötvaði setlög sem sýndu að opin og grunn höf hafi verið til þar. (Discover, Laurence A. Soderblom, Research Geophysicist, Astrogeology Program of the USGS, des. 2005, bls. 70).

Rannsakendur höfðu verið vægast sagt mjög hissa á að hafa fundið svo miklar sannanir fyrir miklu magni af vatni á Mars. Nú þegar Mars-jeppinn hefur staðfest svo mikið vatn á Mars er næsta spurning augljós: „Hvaðan kom allt þetta vatn?“ Frá öðrum hnöttum lærum við að flest allt vatn á hnetti kemur að innan. Halastjörnur geta spýtt út vatni í þúsundir ára vegna þess að það er svo mikið vatn inni í þeim.

Þegar vatnið í skorpunni gufar upp vegna hita sólargeisla eða vegna þyngdarafls-núningshita, sleppur það í gegnum vatnsgíga en einnig í gegnum sprungur og misgengi sem mynda þá vatnsdali ef vatnið er í fljótandi formi við gosið.

Þessi mynd er nærmynd af vatnsrás sem nefnist Mars Hrad Vallis. Hið þýðingamikla sérkenni á þessari mynd er vatnsgígurinn neðarlega á myndinni. Takið eftir greinilegum vatnsrásum þar sem vatn flæddi beint út úr gígnum og niður á landslagið fyrir neðan.

Bæði útflæðisrásin og að ekkert útkast er sjáanlegt er greinilegt tákn um það að gígurinn er ekki árekstrargígur. Gosbrunnar  geta myndað gíga og kastað út vatni, sem skilur eftir sig nánast ekkert útkast. Vatnsgígar geta myndast þegar veitir (jarðlag sem vatn rennur hlutfallslega greitt um) undir yfirborðinu fjarlægir set sem veldur því að lög við yfirborðið hrynja niður, t.d. Kerið. Þetta getur myndað gíga, röð gíga og sigdali.

Fyrir aðeins rúmum áratug síðan hefðu menn ekki ímyndað sér að geimvísindamenn ættu eftir að lýsa gígum á Mars sem vatnsgíga en ekki árekstrargíga. Þetta nýja og djarfa skref gerðist þó árið 2005 þegar hugmyndin um útflæðisrásir og vatn undir yfirborðinu hafi „brotist út með hamförum“:

Aram Chaos, gígur með þvermál upp á 280 km, hefur útflæðisrás og er fylltur með lög steina sem innihalda hematít. Stórir grjóthnullungar eru á víð og dreif á gígbotninum. Það virðist eins og hlaup af yfirborðsvatni hafi brotist út með hamförum sem olli landsvæðinu til að falla saman. Sumt af þessu vatni myndaði stöðuvatn í gíg sem myndaði lög af hematít-ríku seti. (The Many Faces of Mars, Philip R. Christensen, Scientific American, júlí 2005, bls. 38).