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    火星上奇怪的景观是如何造成的?

    2018-06-25 16:39:43

    多亏了水手号飞船的努力,科学家们在20世纪60年代首次观测到了梅杜莎槽沟层的形成(MFF)。这块巨大的软沉积岩沿火星赤道延伸约1,000公里(621英里),由起伏的山丘、陡峭奇特的山脊组成,看起来是风蚀的结果。更重要的是,在这个形成之上的一个不寻常的碰撞也导致了UFO的阴谋论。


    毋庸置疑,它的形成引起了科学上的好奇心,许多地质学家试图解释它是如何形成的。根据约翰·霍普金斯大学的一项新研究,该地区是30多亿年前发生在火星上的火山活动的结果。这些发现可能会对科学家了解火星内部,甚至对火星过去的可居住性的潜力产生重大的影响。


    这项研究最近发表在“地球物理研究杂志”上:涉及到它的构成、起源和在火星历史上的重要性。该研究是由卢森德拉·奥哈(Lujendra Ojha)和约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)地球和行星科学系助理教授凯文·刘易斯(Kevin Lewis)分别进行的。


    卢森德拉·奥哈过去的工作包括发现火星上的水存在于季节性盐水中的证据,这是他在2010年作为本科生发现的。与此同时,刘易斯致力于深入研究火星上沉积岩的性质,以确定地质记录能告诉我们该行星过去的气候和宜居性。


    火星上奇怪的景观是如何造成的?


    正如奥哈所解释的那样,对梅杜莎槽沟层形成的研究是了解火星地质历史的核心。与塔拉斯山脉地区非常相似,这是在地球地质活动仍然活跃的时候形成的。他说:“梅杜莎槽沟层是一个巨大的矿床,不仅在火星规模上,在太阳系方面也是如此,因为我们不知道有任何其他类似的矿床。”


    从根本上说,沉积岩是岩石灰尘和碎屑堆积在行星表面,随着时间的推移变得硬化和分层的结果。这些层作为地质记录,表明在这些层被沉积时发生在地表的哪种类型的过程。当谈到梅杜莎槽沟层的形成时,科学家们不确定是风、水、冰还是火山爆发造成了这些沉积物。


    在过去,雷达测量的形成表明,梅杜莎槽沟层有一个不寻常的组成。然而,科学家们不确定这一地层是由高度多孔的岩石还???由岩石和冰的混合物组成的。为了他们的研究,奥哈和刘易斯第一次使用来自不同火星轨道的重力数据来测量地层的密度。


    火星上奇怪的景观是如何造成的?


    他们发现的是,这块岩石是多孔的,其密度约为火星地壳其余部分的三分之二。他们还利用雷达和重力数据表明,形成的密度太大,无法用冰的存在来解释。由此,他们得出的结论是,当火星还在地质活动的时候--30亿年前,这些多孔的岩石一定是由于火山爆发而沉积下来的。


    当这些火山爆发,将火山灰和岩石抛入大气中时,这些物质就会掉落回地表,并向下流动。足够长的时间后,火山灰就会凝结成岩石,随着时间的推移,岩石会被火星的风和沙尘暴慢慢侵蚀,留下科学家们今天看到的地层。根据奥哈的说法,这些新的发现表明火星的内部比之前想象的要复杂得多。


    一段时间以来,科学家们已经知道,火星的地中有一些挥发物--即水、二氧化碳和其他元素,它们会在温度略有升高的情况下变成气体--从而允许在火星表面发生周期性的爆发,但创建梅杜莎槽沟层区域所需的喷发将是巨大的。这表明,地球内部可能有大量的挥发物。正如奥哈解释的那样:


    “如果你把梅杜莎槽沟层分布到火星上,它会形成一个9.7米(32英尺)厚的层。考虑到这一矿床的巨大规模,它确实令人难以置信,因为它意味着岩浆不仅含有丰富的挥发分,而且还必须在很长一段时间内挥发丰富。”


    火星上奇怪的景观是如何造成的?


    此外,这一活动将对火星过去的宜居性产生重大影响。基本上,梅杜莎槽沟层的形成应该发生在火星历史上的一个关键点上。火山爆发后,大量的二氧化碳和甲烷(很可能)会被排放到大气中,造成严重的温室效应。


    作者还指出,这次喷发会喷出足够的水,覆盖火星全球海洋超过9厘米(4寸)厚。由此产生的温室效应足以使火星表面保持温暖,使水保持液态。同时,像硫化氢和二氧化硫这样的火山气体的排放会改变火星表面和大气的化学。


    所有这些都会对火星的潜在宜居性产生巨大影响。更重要的是,正如刘易斯所指出的那样,新的研究表明重力测量有可能解释火星的地质记录。他说:“未来的重力测量可以帮助区分地球上地壳的冰、沉积物和火成岩。”


    研究火星表面特征和地质历史就像剥洋葱。每剥一层,我们就会得到另一片拼图,这些拼图加在一起就构成了丰富多样的历史。在未来的几年和几十年里,将有更多的机器人任务在研究这颗红色星球的表面和大气层,为到20世纪30年代的最终载人任务做准备。


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