volcanically driven hydrothermal systems in post-noachian

18
Volcanically Driven Hydrothermal Systems on PostNoachian Mars: Hotspots of Habitability on a Changing Planet J.R. Skok and J.F. Mustard Brown University with B. Ehlmann, R. Milliken, S. Murchie Exploring Mars Habitability Lisbon, Portugal June 13, 2011

Upload: others

Post on 20-Mar-2022

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Volcanically Driven Hydrothermal  Systems on Post‐Noachian Mars:  Hotspots of Habitability on a 

Changing Planet 

J.R. Skok and J.F. MustardBrown University

with  B. Ehlmann, R. Milliken, S. MurchieExploring Mars Habitability

Lisbon, Portugal  June 13, 2011 

Detailed View of Terrestrial Volcanic  Hydrothermal System

Pirajno

and Kranendonk

2005

• System driven by heat from  magmatic chamber. 

• Increased thermal gradient  heats ground water and may 

contain magmatic sourced  waters. 

• Dissolution of mafic minerals  would create silica saturated  fluids.

• Deposition of silica, sulfates,  travertines and oxides occur  nears vents and hot springs. 

Proposed Sites of Hydrothermal  Systems on Mars

Apollinaris

Mons 

Lava‐Rock 

interaction to 

create rootless 

cones. South of Elysium 

HiRISE

PSP_002622_1820  

Home Plate, Gusev

Crater. 

Squyres

et al 2007 

Syrtis Major Volcanic Complex

Syrtis

Major

Isidis

Basin

Nili

Fossae

Nili

Patera

Nili Patera Caldera

Syrtis

Major

Isidis

Basin

Nili

Fossae

Nili

Patera

30km

400 m elevation

High Silica  Detection

Syrtis

Major

Isidis

Basin

Nili

Fossae

Nili

Patera

10 km

CTX:P04_002427_1888_XI_08N292W THEMIS:I09472026: 9,7,5 DCS

30km

Syrtis

Major

Isidis

Basin

Nili

Fossae

Nili

Patera

Nili Patera Cone

10 km

CTX:P04_002427_1888_XI_08N292W THEMIS:I09472026: 9,7,5 DCS

Light‐toned  Deposits 

10 km

CTX:P04_002427_1888_XI_08N292W THEMIS:I09472026: 9,7,5 DCS

Calibrated  CRISM Spectra

10 kmFRT000010628

2.21µm

Ratioed Spectra

2.21 µm

Hawaiian Volcanic Silica

FRT000010628

2.21 µm

Position and shape of 2.21 µm  are consistent with Si‐OH. 

Spectral Reproduction  with Super resolution  CRISM Super resolution 

~10m/pixel

80 pixels160 pixels  FRT0001DE11

Super Resolution

FRT000010628

CRISM 18m/pixel

150m

Nili Patera Volcanic Cone

CTX‐CRISM Composite on CTX Stereo DEM 5x

Nili Patera Volcanic Cone

CTX‐CRISM Composite on CTX Stereo DEM 5x

Fan Deposit

HiRISE:ESP_013582_1895

400m

HiRISE:ESP_013582_1895

South Deposit

HiRISE:ESP_013582_1895

200m

Pirajno

and Kranendonk

2005

Review of Nili

Patera

Hydrothermal   System Model

• Complex Syrtis

Major caldera  indicated several eruptive 

episodes. Hiesinger

and Head 2004

• Dacite

bearing flow in Nili Patera

would require 

magmatic differentiation and   a long lived system. Christensen et  al. 2005

• Silica is deposited on the flank  of the cone, in nearby mounds  and in a field of deposits on 

the dacitic

flows.    

Nili

PateraCone

Habitability of Volcanic Hydrothermal  Systems on Mars

• Hydrothermal Systems would  provide high water, energy and 

habitability for duration of magmatic  body. 

• Volcanic hot spring environments  may provide habitable pathway 

between deep hydrosphere /  possible deep biosphere and the 

surface.  

• Systems would deposit silica sinter,  an ideal substance for preserving 

biosignatures. Farmer and Des Marais 1999

Yellowstone

Nili

Patera