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火星上不仅有水,曾经还有河流

2021-03-21 10:41 前瞻网   

 

 

火星早期(即从Noachian到Hesperian早期)的气候性质和演变是一个引人入胜且根本性但尚未解决的问题。广泛分布的粘土矿物,以及诸如山谷网络,冲积扇,湖盆和三角洲等地貌特征,表明在火星早期存在液态水和持续的相对温暖湿润的气候。

火星的地貌地貌中特别令人感兴趣的是蜿蜒的山脊。弯曲的山脊广泛分布在火星表面,显示出各种山脊横截面类型,其长度为数十至数百公里。这些蜿蜒的山脊可能是由河流沉积系统的地层组成,并且可能记录了数百万年的悠久的水生历史,为科学家揭开火星早期气候模式的秘密。

日前,由中国科学院国家空间科学中心联合中国科学院大学,中国科学院比较行星学卓越中心,哥本哈根大学,中国地质大学行星科学研究所共同进行的研究发现,位于二分法的坦佩特拉(Tempe Terra)以东的几条蜿蜒的山脊高地地形和低地平原的边界可能记录了火星早期长达数万年的河流活动。

研究团队在火星的坦佩特拉(Tempe Terra)以东发现了反向弯曲的山脊和候选洪泛土。倒置的山脊或许表示河床带的掘出和过高的沉积物。

火星上不仅有水,曾经还有河流

(由CTX生成的DEM图像,图中可明显看到弯曲的平行脊,红色为研究区域,图片摘自论文)

为了更好地表征蜿蜒曲折的山脊的形态,研究团队计算了它们的侧面坡度和沿下坡脊地形轮廓的坡度,并将山脊顶部和底部之间的高度差除以山脊底部的一半宽度以获得山脊的侧面斜率。对于沿山脊的床坡度,团队使用六阶多项式函数拟合沿山脊波峰测得的纵向剖面,然后采用该函数的一阶导数来获得坡度。团队还进一步利用CTX图像对陨石坑大小-频率分布(CSFD)进行了测量,以获取山脊的模型年龄。陨石坑计数中不包括次要陨石坑,例如陨石坑链和团簇。

火星上不仅有水,曾经还有河流

(I区和II区蜿蜒山脊侧面和山脊南部的小小山坡上的粘土矿物暴露透视图,图片摘自论文)

研究分析表明,这些山脊可能代表了在重要的地质时间内蜿蜒的河流形成的通道带和过岸沉积物的出土。沿着山脊的侧面分布着层状的含黑钨矿物,可能是残余的或自生的洪泛区粘土。团队对地层关系的解释表明,分层含片麻岩的物质位于通道带沉积物之间,这在以前的火星上很少有报道,或许表明了这区域曾经是洪泛区。

火星上不仅有水,曾经还有河流

(在研究区域观察到的曲折脊形成过程的解释,图片摘自论文)

综上所述,研究显示火星上坦佩特拉东部一系列倒置山脊可能是在重要的地质时间内由蜿蜒的河流形成的河道带和过岸沉积物挖掘形成的,揭示了火星上拟议的北部古海洋海岸线附近的复杂的侵蚀和河流活动历史。在倒槽带的侧面和被解释的洪泛区广泛出现的含苏铁矿的粘土矿物表明,早期火星上可能有持续数万年的长期河流活动(如果考虑到间歇性,则时间更长)。

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责任编辑: 3976DBC

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