火星地表三维重建揭示古代洪水失落的证据

火星在其生命周期的大部分时间里都又冷又干,但就在 5 亿年前,它的地表仍然被水塑造着。

一张古老火星的新三维模型描绘了在过去 5 亿年里,古老的巨型洪水是如何在火星表面雕刻出河道的。虽然“好奇号”正在盖尔撞击坑中漫游,寻找其他水的证据,但这张新地图将有助于科学家们理解水在火星生命早期是如何塑造这颗行星的。

火星表面有几条河道,是由比地球上已知任何事件都大的古老巨型洪水雕刻而成的。这些洪水河道与冲积扇和其他排水区域(如“好奇号”正在探索的盖尔撞击坑区域)不同——它们大得多,而且一定是某种灾难性的巨量水分位移的结果。这可能是由于某种地下水库被火山活动或撞击释放出来。然而,这些洪水的一些证据已被抹去,包括火星赤道附近一个名为埃律西昂平原(Elysium Planitia)的区域。

史密森尼学会/美国宇航局/喷气推进实验室-加州理工学院/罗马萨皮恩扎大学/MOLA 团队/美国地质调查局

熔岩平原覆盖着埃律西昂平原,掩埋了其早期地质历史的证据。被掩埋的证据之一是被称为马尔斯山谷(Marte Vallis)的洪水河道的源头,该河道横跨埃律西昂平原约 620 英里,宽约 60 英里。马尔斯山谷之所以是一条重要的洪水河道,部分原因在于它非常大,部分原因在于它非常年轻,尤其是与其他研究得更充分的洪水河道相比。了解马尔斯山谷将有助于科学家们理解火星最近的水文历史,这一点尤其重要,因为在雕刻这条洪水河道时,这颗行星又冷又干。但要研究它,科学家们必须剥离熔岩层。

他们使用了火星勘测轨道飞行器上的“浅层雷达”(SHARAD)探测仪器和“火星轨道激光测高仪”(MOLA)。雷达图像帮助科学家们揭示了火星地下基岩的侵蚀情况,他们意识到侵蚀比任何人想象的都要严重。研究团队称,这条河道的深度至少是早期研究表明的两倍。该团队包括来自美国宇航局戈达德太空飞行中心和喷气推进实验室、西南研究所行星科学局以及史密森尼学会的科学家。

该团队还能够绘制出这些地下河道的地图,并找出它们的源头。雷达显示,巨大的埃律西昂洪水起源于一个被称为赛尔伯瑞斯沟(Cerberus Fossae)的断裂系统。这意味着洪水很可能来自一个深层含水层,该含水层因构造活动而破裂。

研究人员说,它最深的部分与地球上已知最大的巨型洪水——米苏拉洪水(Missoula floods)——相当,后者雕刻了美国西部的大部分地区。

“这项工作证明了轨道探测雷达在理解水如何塑造火星表面方面的重要性,”史密森尼学会的科学家、该研究的负责人加雷斯·A·摩根(Gareth A. Morgan)说。他们的论文本周发表在《科学》(Science)杂志上。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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