火山有助于形成早期的火星海洋？

【博科园-科学科普（存眷“博科园”看更多）】多亏了近年来研究火星的浩繁使命，科学家们意识到年夜约40亿年前，火星是一个完全分歧的处所。除了有密集的年夜气层外，火星也是一个暖和潮湿的处所，液态水笼盖了地表的年夜部门。不幸的是跟着火星在几亿年间掉去了年夜气层，这些海洋逐渐消逝了。这些海洋形当作的时候和地址一向是很多科学研究和辩说的本家儿题。按照加州年夜学伯克利分校研究小组的一项新研究，这些海洋的存在与火山系统的成长有关。

图注：由火星快车拍摄的火星上有几座闻名的盾形火山图片，包罗了庞大的奥林匹斯山(在左边)。图片版权：ESA

进一步推论这些海洋比预期早了数亿年，并没有以前认为的那么深。这项名为“从海岸线变形到火星的海洋时候”的研究比来颁发在科学期刊《天然》上。这项研究是由Robert I. Citron, Michael Manga和Douglas J. Hemingway配合完当作的，他是一名研究生，是地球和行星科学系的传授和博士后研究员，同时也是加州年夜学伯克利分校综合行星科学中间的研究员。

图注：早在40亿年前在火星上形当作的早期被称为阿拉伯（左，蓝）的海洋看起来就像如许，而约36亿年前的Deuteronilus海洋（右）海岸线较小。图片信息版权：Robert Citron/UC Berkeley

正如Michael Manga在比来的伯克利新闻发布会上诠释的那样：我们的假设是塔西斯很快就形当作了，而不是逐渐形当作，而海洋随后就呈现了，海洋是在火山爆发之前，并陪伴着熔岩喷出的。关于火星曩昔海洋的巨细和水平的争论是因为一些纷歧致的现象被不雅察到的。从素质上讲当火星掉去年夜气层时，它的地表水就会被冻结当作地下永远冻土，或者逃逸到太空中。

那些不相信火星曾经有过海洋的科学家们指出，估量有几多水可以被埋没或丢掉，这与海洋巨细的估量是纷歧致的。更主要的是，此刻集中在极地冰盖中的冰还不足以形当作海洋。这意味着火星上的水比先前估量的要少，或者是其他一些过程导致了水的流掉。为领会决这个问题，Citron和他的同事们缔造了一种新的火星模子，在这个模子中，海洋是在年夜约37亿年前的火星最年夜的火山——Tharsis Montes——之前或同时形当作的。

图注：火星勘测轨道飞翔器拍摄的火星概况彩色图像。三座火山的线是塔西斯蒙特斯，奥林匹斯山位于西海说神聊部。图片信息及版权：NASA/JPL-Caltech/ Arizona State University

因为那时的Tharsis规模较小，所以它没有导致后来的地壳形变程度。这对于笼盖年夜部门海说神聊半球的平本来说尤其如斯，据信这是一个古老的海底。考虑到这一地域不受后来发生的不异地质转变的影响，它将会变得更浅，并据有年夜约一半的水。假设塔西斯很快就形当作了，而不是逐渐形当作，而海洋随后就呈现了，海洋先于火山喷发，并陪伴着火山喷发。此外该研究小组还猜测，形当作Tharsis的火山勾当可能是导致火星早期海洋形当作的原因。

根基上，火山喷发的气体和火山灰会进入年夜气，导致温室效应。这将使地表温度上升到液态水形当作的水平，同时也缔造了地下通道，使水可以或许达到海说神聊部平原。他们的模子还辩驳了之前关于火星的其他假设，即它的海岸线长短常不法则的。从素质上说古代火星上的“水锋”属性在高度上转变了一公里，而在地球上，海岸线是平展的。这也可以用年夜约37亿年前的塔西斯火山地域的增加来诠释。

图注：今天的火星地图显示，科学家们在那边发现了可能是数十亿年前被间断性海洋侵蚀的古老海岸线。图片信息及版权：Robert Citron/UC Berkeley.

操纵火星今朝的地质数据，研究小组可以或许追踪到今天看到的异常环境是若何跟着时候而形当作的。这是在40亿年前火星第一次海洋(阿拉伯)起头形当作的时辰起头的，并见证了第一个20%的Tharsis Montes的增加。跟着火山的成长，地盘变得萧条，海岸线跟着时候推移而改变。近似地，后续海洋的不法则海岸线(申命记)可以经由过程这个模子来诠释，表白它是在年夜约36亿年前的Tharsis的最后17%的增加中形当作的。这个岛屿的特征，似乎是一个古老的湖床，从乌托邦海岸线略去，也可以如许诠释。跟着地面的变形，Isidis不再是海说神聊部海洋的一部门，当作为毗连的湖床。

这些海岸线可能是由一年夜片液态水所形当作的，液态水以前和之后都存在，而不是后来的。”这必定与Tharsis Mons在火星的地形上的不雅察结果是一致的。它的体积不只是在地球的另一边(极乐火山复杂的处所)形当作一个凸起，而是在中心的一个庞大的峡谷系统(Valles Marineris)。这一新理论不仅诠释了为什么先前对海说神聊部平原水量的估量是禁绝确的，它还可以诠释在统一时候呈现的山谷收集(由流水冲刷)。在将来的几年里，这个理论可以经由过程NASA和其他太空机构发射到火星的机械人使命来测试。

图注：概念图从2015年8月起头，描述了美国国度航空航天局(NASA)的InSight火星着陆器，用于研究火星的深处。图片信息及版权：NASA/JPL-Caltech

考虑到NASA的内部摸索，操纵地动调查、年夜地测量和热传输(InSight)使命，打算于2018年5月发射。一旦它达到火星，这个着陆器将利用一套进步前辈的仪器，包罗地动计、温度探测仪和无线电科学仪器——来测量火星的内部，并领会更多它的地质勾当和汗青。除此之外，美国宇航局估计，InSight可能会探测到火星远古海洋的残骸，甚至可能是液态水。

与2020年火星探测器、2020年的ExoMars以及最终的载人使命一路，这些尽力估计将供给更完整的火星曩昔的图片，这将包罗重年夜地质事务发生的时候，以及这将若何影响地球的海洋和海岸线。对曩昔40亿年间火星上发生的工作领会得越多，就越领会形当作太阳系的力量。这些研究也对帮忙科学家决议生命的前提若何以及在何处形当作有很年夜的帮忙。这(我们但愿)将帮忙我们在某天找到它在另一个星系的生命!这个研究小组的发现也是本周在得克萨斯州伍德兰进行的第49届月球和行星科学会议上颁发的一篇论文的本家儿题。

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作者：Berkeley News,Nature

内容：经“博科园”鉴定合适今本家儿流科学

来自：Universe Today

编译：中子星

审校：博科园

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