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火星表面因陨石坑溢出的快速而猛烈的洪水而形成

导读 在地球上,河流侵蚀通常是一个缓慢的过程。但根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研究,在火星上,来自溢出的火山口湖的大规模洪水在塑造火星表面、雕刻深渊和移动大量沉积物方面发挥了巨大作用。9月29日发表在《自然》杂志上的这项研究发现,可能只持续了几周的洪水侵蚀了足够多的沉积物,完全填满了苏必利尔湖和安大略湖。如果我们考虑沉

在地球上,河流侵蚀通常是一个缓慢的过程。但根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研究,在火星上,来自溢出的火山口湖的大规模洪水在塑造火星表面、雕刻深渊和移动大量沉积物方面发挥了巨大作用。

9月29日发表在《自然》杂志上的这项研究发现,可能只持续了几周的洪水侵蚀了足够多的沉积物,完全填满了苏必利尔湖和安大略湖。

“如果我们考虑沉积物是如何在古代火星的景观中移动的,那么湖泊溃决洪水在全球范围内是一个非常重要的过程,”主要作者,德克萨斯大学杰克逊地球科学学院的助理教授蒂姆古奇说。“这是一个有点令人惊讶的结果,因为长期以来它们一直被认为是一次性的异常现象。”

数十亿年前,当火星表面有液态水时,火山口湖在火星上很常见。一些陨石坑可以容纳一小片海洋的水。但是当水变得太多无法容纳时,它会突破火山口的边缘,造成灾难性的洪水,在它的尾声中雕刻河谷。一个2019研究由Goudge领导确定这些事件发生迅速。

围绕火星运行的卫星拍摄的遥感图像使科学家能够研究破裂的火星火山口湖的遗迹。然而,Goudge说,火山口湖及其河谷大多是在个人基础上进行研究的。这是第一项研究跨越这颗红色星球的262个破裂的湖泊如何塑造整个火星表面的研究。

火星上一个前火山口湖的遗迹,周围环绕着其他较小的火山口。左上角的大出口峡谷是在陨石坑破裂事件中形成的。图片来源:Goudge等人。

该研究需要审查火星上预先存在的河谷目录,并将河谷分为两类:起源于火山口边缘的山谷,这表明它们是在湖泊决堤洪水期间形成的,以及形成于景观其他地方的山谷,表明随着时间的推移更渐进的形成。

从那里,科学家们比较了不同类型山谷的深度、长度和体积,发现由火山口湖破裂形成的河谷远远超过其重量,尽管仅占3占谷总长度的百分比。

“这种差异的原因是出口峡谷比其他山谷要深得多,”该研究的合著者、行星科学研究所的研究科学家亚历山大·摩根说。

在559英尺(170.5米)处,裂口河谷的中值深度是其他随着时间推移逐渐形成的河谷的两倍多,这些河谷的中值深度约为254英尺(77.5米)。

火星的全球地图,显示了这颗红色星球周围的河谷。由火山口湖破裂形成的河谷是白色的。随着时间的推移逐渐形成的河谷是黑色的。图片来源:Goudge等人。

此外,虽然裂缝出现在地质瞬间,但它们可能对周围的景观产生了持久的影响。研究表明,这些裂缝冲刷了如此深的峡谷,可能影响了附近其他河谷的形成。作者说,这是对通常归因于气候的独特火星河谷地形的潜在替代解释。

该研究表明,湖堤河谷在塑造火星表面方面发挥了重要作用,但Goudge表示,这也是一个值得期待的教训。在大多数情况下,地球的地质已经抹去了大多数陨石坑,并使河流侵蚀成为一个缓慢而稳定的过程。但这并不意味着它会在其他世界上以这种方式工作。

“当你用水填满[陨石坑]时,那里会释放大量储存的能量,”古吉说。“在这种情况下,火星可能比地球更容易受到灾难的影响,这是有道理的。”