火山有助于形成早期的火星海洋？

【博科園-科學科普（存眷“博科園”看更多）】多虧了近年來研究火星的浩繁使命，科學家們意識到年夜約40億年前，火星是一個完全分歧的處所。除了有密集的年夜氣層外，火星也是一個暖和潮濕的處所，液態水籠蓋了地表的年夜部門。不幸的是跟著火星在幾億年間掉去了年夜氣層，這些海洋逐漸消逝了。這些海洋形當作的時候和地址一向是很多科學研究和辯說的本家兒題。按照加州年夜學伯克利分校研究小組的一項新研究，這些海洋的存在與火山系統的成長有關。

圖注：由火星快車拍攝的火星上有幾座聞名的盾形火山圖片，包羅了龐大的奧林匹斯山(在左邊)。圖片版權：ESA

進一步推論這些海洋比預期早了數億年，并沒有以前認為的那么深。這項名為“從海岸線變形到火星的海洋時候”的研究比來頒發在科學期刊《天然》上。這項研究是由Robert I. Citron, Michael Manga和Douglas J. Hemingway配合完當作的，他是一名研究生，是地球和行星科學系的傳授和博士后研究員，同時也是加州年夜學伯克利分校綜合行星科學中間的研究員。

圖注：早在40億年前在火星上形當作的早期被稱為阿拉伯（左，藍）的海洋看起來就像如許，而約36億年前的Deuteronilus海洋（右）海岸線較小。圖片信息版權：Robert Citron/UC Berkeley

正如Michael Manga在比來的伯克利新聞發布會上詮釋的那樣：我們的假設是塔西斯很快就形當作了，而不是逐漸形當作，而海洋隨后就呈現了，海洋是在火山爆發之前，并陪伴著熔巖噴出的。關于火星曩昔海洋的巨細和水平的爭論是因為一些紛歧致的現象被不雅察到的。從素質上講當火星掉去年夜氣層時，它的地表水就會被凍結當作地下永遠凍土，或者逃逸到太空中。

那些不相信火星曾經有過海洋的科學家們指出，估量有幾多水可以被埋沒或丟掉，這與海洋巨細的估量是紛歧致的。更主要的是，此刻集中在極地冰蓋中的冰還不足以形當作海洋。這意味著火星上的水比先前估量的要少，或者是其他一些過程導致了水的流掉。為領會決這個問題，Citron和他的同事們締造了一種新的火星模子，在這個模子中，海洋是在年夜約37億年前的火星最年夜的火山——Tharsis Montes——之前或同時形當作的。

圖注：火星勘測軌道飛翔器拍攝的火星概況彩色圖像。三座火山的線是塔西斯蒙特斯，奧林匹斯山位于西海說神聊部。圖片信息及版權：NASA/JPL-Caltech/ Arizona State University

因為那時的Tharsis規模較小，所以它沒有導致后來的地殼形變程度。這對于籠蓋年夜部門海說神聊半球的平本來說尤其如斯，據信這是一個古老的海底。考慮到這一地域不受后來發生的不異地質轉變的影響，它將會變得更淺，并據有年夜約一半的水。假設塔西斯很快就形當作了，而不是逐漸形當作，而海洋隨后就呈現了，海洋先于火山噴發，并陪伴著火山噴發。此外該研究小組還猜測，形當作Tharsis的火山勾當可能是導致火星早期海洋形當作的原因。

根基上，火山噴發的氣體和火山灰會進入年夜氣，導致溫室效應。這將使地表溫度上升到液態水形當作的水平，同時也締造了地下通道，使水可以或許達到海說神聊部平原。他們的模子還辯駁了之前關于火星的其他假設，即它的海岸線長短常不法則的。從素質上說古代火星上的“水鋒”屬性在高度上轉變了一公里，而在地球上，海岸線是平展的。這也可以用年夜約37億年前的塔西斯火山地域的增加來詮釋。

圖注：今天的火星地圖顯示，科學家們在那邊發現了可能是數十億年前被間斷性海洋侵蝕的古老海岸線。圖片信息及版權：Robert Citron/UC Berkeley.

操縱火星今朝的地質數據，研究小組可以或許追蹤到今天看到的異常環境是若何跟著時候而形當作的。這是在40億年前火星第一次海洋(阿拉伯)起頭形當作的時辰起頭的，并見證了第一個20%的Tharsis Montes的增加。跟著火山的成長，地盤變得蕭條，海岸線跟著時候推移而改變。近似地，后續海洋的不法則海岸線(申命記)可以經由過程這個模子來詮釋，表白它是在年夜約36億年前的Tharsis的最后17%的增加中形當作的。這個島嶼的特征，似乎是一個古老的湖床，從烏托邦海岸線略去，也可以如許詮釋。跟著地面的變形，Isidis不再是海說神聊部海洋的一部門，當作為毗連的湖床。

這些海岸線可能是由一年夜片液態水所形當作的，液態水以前和之后都存在，而不是后來的。”這必定與Tharsis Mons在火星的地形上的不雅察結果是一致的。它的體積不只是在地球的另一邊(極樂火山復雜的處所)形當作一個凸起，而是在中心的一個龐大的峽谷系統(Valles Marineris)。這一新理論不僅詮釋了為什么先前對海說神聊部平原水量的估量是禁絕確的，它還可以詮釋在統一時候呈現的山谷收集(由流水沖刷)。在將來的幾年里，這個理論可以經由過程NASA和其他太空機構發射到火星的機械人使命來測試。

圖注：概念圖從2015年8月起頭，描述了美國國度航空航天局(NASA)的InSight火星著陸器，用于研究火星的深處。圖片信息及版權：NASA/JPL-Caltech

考慮到NASA的內部摸索，操縱地動調查、年夜地測量和熱傳輸(InSight)使命，打算于2018年5月發射。一旦它達到火星，這個著陸器將利用一套進步前輩的儀器，包羅地動計、溫度探測儀和無線電科學儀器——來測量火星的內部，并領會更多它的地質勾當和汗青。除此之外，美國宇航局估計，InSight可能會探測到火星遠古海洋的殘骸，甚至可能是液態水。

與2020年火星探測器、2020年的ExoMars以及最終的載人使命一路，這些盡力估計將供給更完整的火星曩昔的圖片，這將包羅重年夜地質事務發生的時候，以及這將若何影響地球的海洋和海岸線。對曩昔40億年間火星上發生的工作領會得越多，就越領會形當作太陽系的力量。這些研究也對幫忙科學家決議生命的前提若何以及在何處形當作有很年夜的幫忙。這(我們但愿)將幫忙我們在某天找到它在另一個星系的生命!這個研究小組的發現也是本周在得克薩斯州伍德蘭進行的第49屆月球和行星科學會議上頒發的一篇論文的本家兒題。

常識：科學無國界，博科園-科學科普

作者：Berkeley News,Nature

內容：經“博科園”鑒定合適今本家兒流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

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