NASA wypatrzyła w Saharze gigantyczne „kamienne oko”. Naukowcy są zaskoczeni

Na satelitarnych zdjęciach NASA, w samym środku libijskiej Sahary, pojawił się obiekt, który wygląda jak ogromne kamienne oko na piasku.

To Mont Arkanu – skalny kompleks o średnicy ponad 24 kilometrów, zbudowany z koncentrycznych pierścieni. Formacja tak nietypowa, że geolodzy wciąż ścierają się o szczegóły jej powstania, choć pierwsze odpowiedzi daje już szczegółowa analiza zdjęć i danych z orbity.

Góra jak celownik: czym jest Mont Arkanu

Mont Arkanu leży w jednym z najbardziej niedostępnych rejonów Sahary. Z poziomu pustyni to po prostu odosobniony masyw w morzu piasku. Dopiero z orbity widać jego prawdziwy kształt: system pierścieni skalnych, niemal koncentrycznych, rozciągających się na około 24 kilometry.

Formacja przypomina z lotu ptaka tarczę strzelniczą albo oko – z wyraźnym „źrenicą” pośrodku i pierścieniami skał wokół.

Z danych zebranych przez Earth Observatory NASA wynika, że pierścienie tworzą głównie bazalty i granity. To skały pochodzenia magmowego, czyli zastygły materiał z głębi Ziemi. Kolejne „obręcze” powstały w wyniku powtarzających się wstrzyknięć magmy w skorupę, w różnym czasie i pod nieco innym ciśnieniem.

Centra poszczególnych intruzji, czyli miejsc, gdzie magma przeciskała się ku górze, układają się z grubsza w jedną linię skierowaną na południowy zachód. Dla geologów to ważna wskazówka dotycząca starych stref uskoków i naprężeń w skorupie afrykańskiej sprzed setek milionów lat.

Tajemniczy „kapelusz” na czubku masywu

Najbardziej intrygujący jest sam wierzchołek Arkanu. Na szczycie magmowego kompleksu leży twarda pokrywa zbudowana ze skał osadowych: piaskowców, wapieni i kwarcu. Ten „kapelusz” mocno kontrastuje z otaczającymi go wulkanicznymi skałami bazaltu i granitu.

Taki układ pozwala naukowcom zajrzeć w głąb historii tego fragmentu kontynentu. Warstwy osadowe osadzały się prawdopodobnie w czasach, gdy teren ten był dnem płytkiego morza lub rozległej równiny zalewowej. Dopiero późniejsze ruchy magmy podniosły i poprzecinały te stare osady, tworząc dzisiejszy chaotyczny, pierścieniowy krajobraz.

Zderzenie dwóch zupełnie różnych światów skalnych – osadowego i magmowego – tworzy tu naturalną „przekładnię” historii Ziemi, odsłoniętą jak w podręcznikowym przekroju.

Dzięki temu Mont Arkanu stał się dla geologów naturalnym laboratorium. Na stosunkowo niewielkim obszarze można prześledzić procesy, które normalnie są ukryte głęboko w skorupie: narastanie intruzji magmy, jej stykanie się ze skałami osadowymi i późniejszą erozję całej struktury.

Od hipotezy o kraterze do magmowego „kotła”

Gdy satelitarne zdjęcia po raz pierwszy trafiły na biurka specjalistów, łatwo było ulec wrażeniu, że chodzi o stary krater po uderzeniu meteorytu. Symetria pierścieni i ich skala przypominały niektóre znane struktury uderzeniowe.

Dokładniejsze analizy skał i układu spękań przekreśliły jednak hipotezę kosmicznego zderzenia. Nie ma tu charakterystycznych oznak potężnego szoku, który towarzyszy zderzeniom z dużą asteroidą – brak stopionych brekcji uderzeniowych czy deformacji skał typowych dla kraterów impaktowych.

Jak „gotował się” podziemny kocioł magmy

Zamiast tego stopniowo wyłonił się inny obraz: bardzo długotrwała aktywność magmowa pod tym fragmentem Sahary. Przez setki milionów lat magma wielokrotnie wciskała się w spękania skorupy, rozpychała istniejące warstwy i tworzyła kolejne pierścienie skał magmowych.

• Najpierw w głąb osadowych warstw wdarły się pierwsze intruzje magmy.
• Z czasem kolejne porcje magmy przeciskały się wyżej, tworząc następne pierścienie.
• Różnice w składzie chemicznym i temperaturze magmy zostawiły po sobie odmienne typy skał: głównie bazalty i granity.
• Późniejsza erozja odsłoniła całą strukturę niczym przekrój tortu.

Na końcowy kształt kompleksu złożyły się także ruchy tektoniczne. Stare uskoki mogły kierować drogą magmy, co tłumaczy, dlaczego centra intruzji układają się wzdłuż jednego głównego kierunku.

Mikroklimat w morzu piasku

Sahara w tym rejonie należy do najbardziej suchych miejsc na Ziemi. Średnie roczne opady to ledwie 1–5 mm, czyli praktycznie nic. Mimo to Mont Arkanu działa jak miniaturowa „pułapka na deszcz”. Dzięki wyniesieniu terenu i ukształtowaniu stoków przyciąga chmury i wymusza niewielkie, ale istotne opady.

To zjawisko nazywamy opadem orograficznym: powietrze unosi się na stokach góry, ochładza i wypuszcza część wilgoci w postaci deszczu. Dla przeciętnego turysty różnica kilku milimetrów rocznie brzmi jak nic znaczącego. Dla tego ekosystemu to kwestia „być albo nie być”.

Każda większa ulewa, nawet jeśli zdarza się raz na kilka lat, potrafi napełnić suche doliny wadi, wymyć nowe żłobienia w skałach i na krótko zamienić fragmenty Arkanu w zielonawą mozaikę.

Niewielka ilość wody wystarcza, by w szczelinach skał przetrwały porozrzucane kępy traw, krzewów i kilku wyjątkowo odpornych gatunków drzew. Z punktu widzenia roślin i zwierząt to coś w rodzaju warunkowej oazy – nie tak bujnej jak klasyczne oazy z palmami i stałymi źródłami wody, ale wyraźnie łagodniejszej niż jałowe wydmy wokół.

Arkanu widziane z orbity i z perspektywy człowieka

Duża część badań Mont Arkanu stała się możliwa dopiero dzięki obserwacjom satelitarnym. Ziemia w tym regionie jest trudno dostępna, a wysokie koszty logistyczne skutecznie ograniczają długie wyprawy naukowe. Z tego powodu naukowcy mocno polegają na kombinacji zdjęć wysokiej rozdzielczości, danych radarowych i pomiarów wysokości terenu z orbity.

Obrazowanie satelitarne pozwala m.in. rozróżnić typy skał po ich „podpisie” spektralnym, oszacować tempo erozji oraz śledzić przebieg suchych koryt wadi. Na tej podstawie badacze modelują, jak często spływa tu woda i jak zmienia ukształtowanie powierzchni.

Poza naukową ciekawością, Mont Arkanu ma także wymiar ludzki. W okolicy znaleziono ślady dawnej obecności człowieka – między innymi petroglify i resztki dawnych obozowisk. Świadczą one o czasach, kiedy klimat Afryki Północnej był chłodniejszy i bardziej wilgotny, a obszary dzisiejszej pustyni przypominały raczej sawannę niż rozpalone morze piasku.

Laboratorium zmian klimatu sprzed milionów lat

Zapis skalny w Arkanu to dla geologów i klimatologów cenna baza porównawcza. Warstwy osadowe, typy minerałów i kształt erozji pomagają odtworzyć dawne warunki: gdzie płynęły rzeki, jak często pojawiały się ulewy, jakie panowały temperatury.

Te dane zestawia się dziś z wynikami modeli klimatycznych, które opisują ewolucję północnej Afryki. Dzięki temu można lepiej rozumieć, jak szybko przesuwały się strefy wilgotne i suche oraz jak wrażliwy jest ten rejon na zmiany w cyrkulacji atmosferycznej. To z kolei daje mocniejsze podstawy do przewidywania przyszłych zmian, gdy rośnie wpływ działalności człowieka na klimat.

Co Mont Arkanu mówi o Ziemi – i o innych planetach

Formacje pierścieniowe podobne do Arkanu pojawiają się nie tylko na naszej planecie. Na Marsie czy Księżycu widać struktury przypominające kręgi, choć tam dominują raczej kratery uderzeniowe. Analiza Arkanu staje się więc punktem odniesienia: pozwala odróżnić, które cechy terenu powstają przez magmę, a które przez kosmiczne zderzenia.

Dla misji planetarnych, które opierają się na obrazach z orbity i ograniczonej liczbie próbek, takie ziemskie analogie są nieocenione. Jeśli na innej planecie widać podobny układ pierścieni, badacze mogą zadać sobie pytanie, czy to efekt kosmicznego impaktu, czy może oddech dawnej, wewnętrznej aktywności geologicznej.

W szerszej perspektywie Mont Arkanu przypomina, jak dużo informacji kryje się w pozornie martwych krajobrazach. Nawet w miejscu, gdzie rocznie spada ledwie kilka milimetrów deszczu, skały opowiadają złożoną historię wnętrza planety, dawnego klimatu i przystosowań życia do skrajnych warunków. Dla badaczy to zachęta, by częściej spoglądać na znane już obszary oczami satelitów, szukając w nich struktur, które do tej pory umykały uwadze.