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35亿年前火山口湖泊泛滥,猛烈洪水冲刷形成如今的火星表面

前瞻网    2021-10-03 16:16

 

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一项新研究表明,35亿年前,火星表面是由火山口形成的深湖泛滥,一波快速而猛烈的洪水冲刷而成。

德克萨斯州的研究人员利用卫星图像确定了这颗红色星球上262个湖泊是如何塑造火星表面的。他们认为,洪水可能只持续了几周,但侵蚀的沉积物足以完全填满苏必利尔湖和安大略湖。

据美国宇航局称,尽管现在火星上没有液态水,但在43亿年前,这颗红色星球上有足够的水覆盖整个表面,形成约450英尺(137米)深的液态水层。

快进到35亿年前,这些水通过河流在火山口湖泊之间流动,就像今天的地球一样。这些湖泊的洪水形成了河谷,河谷两侧都有参差不齐的岩石高墙,很像地球上令人印象深刻的现代峡谷。

得克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院(UT Jackson School of Geosciences)助理教授、该研究报告的主要作者蒂姆·古奇说:“如果我们考虑一下古代火星上的沉积物是如何在地表上移动的,那么湖泊溃没的洪水在全球范围内是一个非常重要的过程。”

“这是一个有点令人惊讶的结果,因为长期以来人们一直认为它们是一次性的异常现象。”

研究人员认为,剧烈的洪水要么是由于火山口深湖内部的水开始溢出边缘而引发的;或者当湖中充满了水,来自火山口内部的水的压力导致火山口边缘破裂,让水流出。

古奇说:“不管怎样,一旦湖水开始冲出湖泊,它就会迅速刻出一个出口缺口和峡谷,让更多的水流出来,并以失控的过程继续下去,直到最终不能再侵蚀下去。”

这位研究人员还表示,他认为在火星的早期历史中存在更多的水,但水从未完全覆盖火星。

在地球上,河流侵蚀通常是一个缓慢的过程。年复一年,随着水的力量冲断泥沙,海岸土地后退。

但在火星上,来自陨石坑湖产生的巨大洪水在塑造火星表面方面发挥了巨大的作用,雕刻出深深的裂缝,冲刷着大量沉积物。

数十亿年前,火星表面有液态水时,陨石坑湖在火星上很常见。一些火山口可以容纳一小片海的水。

但当水变得太多无法容纳时,它会冲破陨石坑的边缘,造成灾难性的洪水,在尾流中雕刻河谷。

由绕火星轨道运行的卫星拍摄的遥感图像使科学家得以研究火星上火山口深湖的遗迹。这是第一次研究这颗红色星球上的262个破坏湖泊是如何塑造火星表面的。

在这项研究中,研究人员回顾了火星上现有的河谷目录,并将它们分为两类——开始于陨石坑边缘的河谷和在其他地方形成的河谷。

从火山口边缘开始的山谷表明它们是在一次湖泊决口洪水中形成的,而在其他地方形成的山谷则表明它们是随着时间的推移逐渐形成的。

科学家们比较了不同山谷类型的深度、长度和体积,发现由火山口湖决口形成的河谷侵蚀了火星上近四分之一河谷的体积,尽管只占整个河谷长度的3%。

裂口河谷的中位深度为559英尺(170.5米),是其他逐渐形成河谷的两倍多,后者的中位深度约为254英尺(77.5米)。

此外,尽管这些裂缝出现在地质瞬间,但它们可能对周围的景观产生了持久的影响。

研究表明,这些裂口冲刷的峡谷很深,可能影响了附近其他河谷的形成。

这项新研究今天发表在《自然》杂志上。

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责任编辑: 4150ZYN

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