研究人员称,早期火星经历过超级火山喷发

使用来自美国宇航局的火星侦察轨道器在美国,行星科学家们发现了40亿年的层状沉积物,其中含有与改变了的火山灰相一致的矿物质,遍布火星北部一个被称为阿拉伯Terra.他们估计,在这一地区观察到的火山灰是5亿多年来1000到2000次单独爆发的结果。

这张由美国宇航局火星勘测轨道器于2020年10月1日拍摄的图像显示了阿拉伯大地上的几个陨石坑,这些陨石坑充满了层状岩石。图片来源:NASA/Molly Wasser。

这张由美国宇航局火星勘测轨道器于2020年10月1日拍摄的图像显示了阿拉伯大地上的几个陨石坑,这些陨石坑充满了层状岩石。图片来源:NASA/Molly Wasser。

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的帕特里克·威利博士和他的同事们说:“在火星阿拉伯地西部的几个又大又深的火山口被认为是爆炸性的破火山口,这是一种能够产生超级喷发的火山。”

“如果这些火山口是火山口,那么在阿拉伯大地上,大片的火山灰层应该很常见。”

“虽然以前曾在阿拉伯发现过层状沉积物,但到目前为止,还没有发现与推测的破火山口有关的沉积物。”

在这项新的研究中,惠利博士和同事们使用MRO的火星小型侦察成像光谱仪的图像来识别阿拉伯大地上的矿物。

在距离火山口数百至数千公里的峡谷和火山口壁上,火山灰可能被风吹走,他们发现火山矿物被水转化为粘土,包括蒙脱石、伊莫戈利特和阿洛芬。

然后,他们制作了阿拉伯大地地区的三维地形图。

通过铺设矿物数据在峡谷的地形图和陨石坑分析,他们可以看到一层灰的矿产丰富的存款非常完好,而不是被风和水,乱七八糟的火山灰是分层以同样的方式是当它是新鲜的。

同样来自美国宇航局戈达德航天飞行中心的雅各布·理查森博士说:“那时我才意识到这不是侥幸,这是一个真正的信号。”。

“我们实际上看到了预测结果,这是我最激动人心的时刻。”

利用早期研究的数据,研究人员计算了产生他们发现的火山灰厚度所需的喷发次数。

“结果发现有数千次喷发,”惠利博士说。

剩下的一个问题是,为什么一个星球上只有一种类型的火山散布在一个地区。

在地球上,具有超级喷发能力的火山——最近一次爆发是在7.6万年前的印度尼西亚苏门答腊岛——分散在全球各地,与其他类型的火山一样存在于同一地区。

火星也有许多其他类型的火山,包括太阳系中最大的火山奥林巴斯火山。

奥林匹斯山的体积是地球上最大的夏威夷莫纳罗亚火山的100倍,它被称为盾状火山,熔岩从平缓的山坡上流下。

到目前为止,阿拉伯Terra有火星上爆发火山的唯一证据。

超级喷发的火山可能集中在地球上的一些地区,但由于板块构造的影响,它们受到了物理和化学的侵蚀,或者在全球范围内移动。

这些类型的爆炸性火山也可能存在于木星卫星木卫一的区域,或者可能聚集在金星上。

无论情况如何,作者希望阿拉伯地球能教会科学家一些关于地质过程的新知识,这些地质过程有助于塑造行星和卫星。

“人们读了我们的报纸后会说,‘怎么做?火星是怎么做到的呢?这么小的一个星球怎么能融化足够多的岩石在一个地方产生数千次超级喷发呢?理查森博士说:“我希望这些问题能带来很多其他研究。”

A.研究结果发表在杂志上地球物理研究通讯

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帕特里克·惠利. 阿拉伯地早期火星爆炸性火山作用的地层学证据。地球物理研究通讯, 2021年7月16日在线发布;gl094109 doi: 10.1029/2021

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