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最新研究表明:火星曾经历过一次疯狂的火山活动

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天文物理

群星璀璨、万物有理

今天的火星天气预报表明你只需要一顶帽子、一副太阳镜以及任何能保护你不受地狱般尘埃袭击的东西。但是在几十亿年前,你可能只需要一双胶鞋就可以应付得了。根据发表在《地球物理研究杂志:行星》上的一项新研究:大约30亿年前,这颗红色行星的整个表面可能被一个海洋覆盖。该研究的作者写道:水可能是浅的,只有大约4英寸(20厘米)深。但火星的“水世界”阶段只是一个更大现象的结果。从大约35亿年前开始,一直持续到5亿年后,大规模火山爆发可能改变了火星地表圈的方方面面。

欧洲航天局的“火星快车”探测器在这里拍摄到的“水母”的形成,可能是太阳系中最大的一个火山矿床。图片:European Space Agency (ESA)

这项研究的主要作者、马里兰州约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的行星科学家、著名的火星探水者卢金德拉奥杰哈(Lujendra Ojha)在一份声明中说:(这些火山爆发)将标志着火星大气、地表和内部进化的一个关键时刻。不幸的是,对于阴谋论者来说,火星喷发的历史也可能意味着一个疑似不明飞行物着陆的著名地点仅仅是古老的、震撼世界的火山喷发结果为了寻找火星火山历史的证据,Ojha和约翰霍普金斯大学的研究员Kevin Lewis研究了这个红色星球上最神秘的地标:由风雕刻的山丘和被称为“Medusae Fossae组”(MFF)的台地组成的庞大的集合。

火星赤道上,火星上的沙丘和台地绵延200多万平方英里(500万平方公里)。科学家们认为它的体积是原来的两倍。图片:European Space Agency (ESA)

这是一个巨大的矿床,不仅在火星上,而且在太阳系中也是如此。这个不寻常的区域沿着火星赤道延伸,面积约为美国的五分之一,与附近的平坦地壳形成了鲜明的对比。研究人员说,这些岩石也比普通的火星地壳要软得多,并且随着时间的推移逐渐侵蚀成奇怪的形状。阴谋论者喜欢将外星人汽车坠毁的地点指向美杜莎伊·福萨(Medusae Fossae)。但是科学家们更喜欢对异常地形的简单解释:也许滚动的岩石部分是由冰构成的,或者它们可能是过去火山喷发留下的多孔的残余物。为了得到更清晰的答案,Ojha和Lewis对比了之前几次火星轨道飞行器任务期间的一系列雷达和重力数据。

这张地图比较了火星上的水螅水母形成和地球上最大的火山沉积物——鱼峡谷凝灰岩的大小。图片:American Geophysical Union

通过这些综合测量,他们发现火星表面的水母密度远低于火星地壳的其他部分——确切地说:大约是火星地壳密度的三分之二。这就排除了冰的解释,因为冰的密度比岩石小得多。如果Medusae Fossae有一部分是由冰构成的,那么密度测量就必须比实际要低得多。然而,Medusae Fossae的密度与一种叫做火成岩(ignimbrite)的陆地岩石的密度非常接近。火成岩是由炽热的火山气体冷却成固体后在地球上形成的。这些石头是多孔的,密度比坚硬的地壳要小——就像水母的石头一样。对于约翰·霍普金斯大学的研究人员来说,这是明显的证据,证明Medusae Fossae是火山爆发的产物。

太阳系中最大的一次火山爆发?

然而,研究人员预测,Medusae Fossae曾经覆盖超过200万平方英里(500万平方公里)的土地。火山也不是一夜之间就能形成美国西海岸那么大的矿床。研究人员说,火星上的火山必须爆发出巨大的爆炸,这可能是我们太阳系所见过的最大规模的火山喷发。更重要的是,这些巨大的火山爆发必须在大约5亿年的时间里发生数百次,才能产生像墨杜萨火山那样大的矿床。

在火星上存在这样一种(火山)沉积,对我们了解火星的火山历史、内部和挥发性的内容有重要意义。如果这些火山爆发发生,它们将以无数种方式改变整个地球,火山产生的温室气体会大量排放到天空中;火星的气候会严重变暖;火星土壤和地壳的组成会发生变化,大量的水会流到火星表面,火星可能会变成一个巨大的水坑。需要进一步研究火星历史上这个潜在的关键时刻。幸运的是,随着火星继续缓慢进化,人类可能会坐在前排。

博科园-科学科普| 文:Brandon Specktor/Live Science

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