研究发现火星可能仍存在火山活动,或比想象中更宜居

36氪的朋友们2021-05-12
美国行星科学家最新研究发现,火星上可能仍存在火山活动。科学家们发现了迄今为止火星火山最新喷发的证据,这增加了其此前适宜居住的可能性。

编者按:本文来自腾讯科技,审校 金鹿,36氪经授权发布。

卫星图像显示,最近在火星科柏洛斯槽沟系统裂缝周围发现的火山沉积物

腾讯科技讯 5月12日消息,美国行星科学家最新研究发现,火星上可能仍存在火山活动。科学家们发现了迄今为止火星火山最新喷发的证据,这增加了其此前适宜居住的可能性。

火星上的大多数火山活动发生在30亿到40亿年前,并留下了许多巨大的地貌特征,如太阳系最高的山奥林匹斯山(Olympus Mons)。奥林匹斯山峰高25公里,大约是地球最高峰珠穆朗玛峰的三倍高。

之前的研究表明,直到250万年前,这颗红色星球可能仍然伴随着较小的火山喷发活动。现在,科学家们发现火星可能仍有火山活动的证据,过去5万年左右的时间里有火山喷发的迹象。

这项研究的主要作者、现供职于亚利桑那州图森市行星科学研究所的行星科学家大卫·霍瓦特(David Horvath)说:“这是有记录以来火星上最新的火山喷发,火星仍可能存在火山活动的可能性令人感到兴奋。”

研究人员利用火星轨道上的卫星数据,分析了名为埃律西昂平原(Elysium Planitia)、相对平坦的赤道平原地貌。他们发现了此前不为人知的光滑黑色火山沉积物,宽约13公里,覆盖的面积略大于华盛顿特区(178平方公里)。它围绕着一个约32公里宽的火山裂缝,其中一个裂缝组成了被称为科柏洛斯槽沟(Cerberus Fossae)的裂缝系统。

这项研究的资深作者、亚利桑那大学图森分校的行星科学家杰夫·安德鲁斯-汉纳(Jeff Andrews-Hanna)表示:“我第一次注意到这个火山沉积物是在查看这个地区的图像时。我以前看过这个地区很多次,但不知何故总是忽略了这个地貌特征。但当这个以火山裂缝为中心的奇怪黑色沉积物引起我的注意后,我就知道它会告诉我们更重要的事情。”

安德鲁斯-汉纳还称,具体地说,这处沉积物看起来不同于该地区或整个火星上发现的任何其他沉积物。相反,它更接近于月球和水星上较早的火山喷发塑造的地貌。

这张火星地图显示了埃律西昂平原的地形,包括最近爆发火山活动的区域(白色方框)以及NASA“洞察号”着陆器和埃律西昂火山(Elysium)的位置

以前在埃律西昂平原和火星其他地方看到的大多数火山迹象,都是熔岩流经火星表面,类似于最近冰岛的火山喷发。然而,这次新发现的火山喷发看起来不同,它似乎是周围熔岩流顶部相对较新的火山灰和岩石沉积物。

科学家们指出,这可能是火星上最新发现的火山沉积物。霍瓦特在一份声明中说:“如果我们把火星的地质历史压缩成一天,这可能是在最后一秒发生的。”

研究人员发现,火山喷发所产生物质的性质、成分和分布与他们对火山碎屑喷发的预期相符。所谓的火山碎屑喷发,是一种由膨胀气体驱动的爆炸性岩浆爆发,与摇晃汽水罐后将其打开差不多。公元79年维苏威火山喷发后,由滚烫的火山灰、有毒气体和火山碎屑喷发产生的致命雪崩,即所谓的火山碎屑流,埋葬了古罗马城市庞贝和赫库兰尼姆。

霍瓦特在声明中说:“这次喷发可能将火山灰喷入火星大气层,喷发高度可达10公里。”虽然火星上有许多火山喷发的遗迹,但这些都发生在很久以前。霍瓦特说,这种火山碎屑沉积物可能曾经更常见,但大多数已经被侵蚀或被埋葬。

新发现的火山沉积物距离NASA的“洞察号”(Insight)着陆器约1600公里远,后者自2018年以来始终在调查火星上的构造活动。洞察号在该区域检测到的两次火星地震,都源自科柏洛斯槽沟周围。

安德鲁斯-汉纳说:“我们现在知道,这个地区是当今火星上火山和地震最活跃的地区。”之前的研究表明,岩浆可能仍在科柏洛斯槽沟周围地区的地下深处流动。他补充说:“如果熔岩在5万年前才喷发到地表,而该地区今天仍存在地震活动,那就意味着它可能会再次喷发。”

亚利桑那大学的研究科学家、研究合著者普拉纳本杜·莫伊特拉(Pranabendu Moitra)说,推动这次喷发的一个潜在机制是困在岩浆中的气体。另一个因素是岩浆和永冻土之间的接触,永冻土中的冰融化成水,与岩浆混合,然后蒸发,并引发猛烈的喷发。

有趣的是,这次新发现的喷发也发生在距离火星上最年轻的大型陨石坑只有10公里远的地方。这个陨石坑名为Zunil,直径约为10公里。

先前在地球上的工作发现,来自大地震的地震波可以迫使储存在地表下的岩浆喷发。莫伊特拉认为,导致Zunil形成的碰撞可能会像地震那样震动火星,引发火山喷发。安德鲁斯-汉纳也说:“需要明确的是,我们不能说火山喷发是由撞击引发的,只有时间和规模恰好相符。”

这些新的发现增加了这样一种可能性,即最近火山活动带来的温度上升可能使我们所知的这颗红色星球更适合生命生存。从地下深处升起的岩浆可能融化了地表附近的冰,这可能为微生物生命提供了有利的生存条件。霍瓦特说:“这并不一定能证实火星上的过去有过生命,但确实意味着那是个有利于生存的环境。”

安德鲁斯-汉纳表示,科学家们现在面临的一个大问题是:为什么这个特定区域会成为火星地质活动的热点?他补充说:“火星上有许多巨大的火山,包括附近的埃律西昂火山,但这次喷发和与之相关的火山裂缝位于一片平淡无奇的平原上。这个地区下面是不是存在热的地幔物质?下一座火星大火山会从这里升起吗?”

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