这颗红色星球表面的深谷是火山口湖泛滥的证据。

数十亿年前,当撞击坑慢慢注满水时,火星表面散布着巨大的湖泊。最终,许多湖泊决堤,导致灾难性的洪水,将峡谷冲入周围的景观。 花椒壳-愿您平安健康

科学家本周在《自然》杂志上报道说,这些短而深的通道可能在塑造这颗红色星球的地形方面发挥了出人意料的重要作用。研究人员比较了火星上溢出的火山口和更渐进的河流侵蚀所形成的山谷的卫星图像,发现与火山口湖相关的峡谷占山谷总体积的近四分之一。这些发现突出了影响地球和火星景观的过程中的关键差异,并对了解我们邻居过去的宜居性具有重要意义。

“它们不仅仅是我们在全球范围内几乎可以忽略的一次性事件,”德克萨斯大学奥斯汀分校的行星科学家、该研究的合著者蒂莫西·古吉 (Timothy Goudge)。“认识到这是一个全球性的过程,有助于我们了解火星表面如何演化的方式。”

在火星历史的早期、潮湿的章节中,火山口湖可以达到数百公里宽,与里海等地球上的小海相媲美。这些湖泊中的许多最终变得如此饱满,以至于水会溢出火山口的边缘,将其磨损并让更多的水流出。在其他情况下,当储存在火山口中的所有水产生的巨大压力使边缘破裂时,洪水就开始了。

Goudge 说,所有这些都发生在 35 亿多年前,因此很难知道这些通道形成的速度有多快。然而,他和他的同事正在使用计算机模型来重现过去的洪水,并怀疑它们发生在几天到几周内。

火星也是分支山谷网络的所在地,类似于地球上看到的那些网络,这些网络在数万到数十万年的时间里被雨水或融雪滋养的河流蚀刻在地下。研究人员通常认为这种缓慢的过程是火星山谷形成的主要方式。

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“我们在工作中所做的就是测试这一假设,看看灾难性洪水是孤立的、一次性的事件,还是它们具有全球重要性?” 古吉说。

他和他的团队查阅了一张火星山谷的地图,确定了哪些是由逐渐侵蚀形成的,哪些是由火山口湖补给的。研究人员接下来利用美国宇航局火星全球勘测者号航天器收集的高程数据来确定山谷的深度。

根据这些信息,该团队计算出与爆裂火山口湖相关的峡谷加起来仅占火星山谷总长度的 3%,但占其体积的 24%。这些渠道已深入景观,中间值为 170.5 米(559.4 英尺),是逐渐侵蚀形成的河谷的两倍多。他说,古吉和他的同事估计,古代洪水已经形成了大约 14,000 立方公里(3,358.8 立方英里)的沉积物——足以填满苏必利尔湖和安大略湖。

在地球上,来自冰盖融化的水流入有时会导致冰川湖溢出并引发强大的洪水,从而形成了华盛顿州沟渠 Scablands 等地貌。然而,地球上一直繁忙的板块构造已经摧毁了许多可能会形成湖泊的撞击坑。火星没有板块构造,所以它的陨石坑“就在附近”,Goudge 说。

“在地球上,这些湖泊溃决的洪水在某些时期很重要,尤其是这些过渡时期,”他说。“我们对火星的看法是,它们总是很重要。”

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了解这颗红色星球的水和气候历史是弄清楚它是否曾经拥有适合生命生存的条件的关键。未来,Goudge 和他的同事计划调查哪些来自破裂的火山口湖的洪水可能足以改变邻近河谷网络的地形——这在地球上不会发生太多。

“将火星山谷系统的平均水平与陆地山谷系统的平均水平进行比较,可能比我们之前认为的更像是一种苹果与橙子的比较,”他说。“我们需要考虑火星地形独特的复杂性,以便最好地了解过去的环境。”花椒壳-愿您平安健康
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