火星表面被漫溢的陨石坑快速而猛烈的洪水塑造

彩色地形图显示了火星上的河谷。卢瓦尔河谷出口峡谷(白线)由巴拉那盆地的一个湖泊溢出形成(用白色勾勒)。黑线表示的是由湖泊溢出以外的其他过程形成的其他河谷。背景是彩色的火星轨道飞行器激光高度计导出的地形在热辐射成像系统图像马赛克。图像直径约650公里。归功于nasa / gsfc / JPL asu

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(the University of Texas at Austin)研究人员领导的一项新研究,在火星上,漫溢的陨石坑湖所产生的巨大洪水在塑造火星表面方面发挥了巨大的作用,它雕刻了深深的裂缝,移动了大量的沉积物。

这项发表在9月29日《自然》杂志上的研究发现,洪水可能只持续了几周,但侵蚀的沉积物足以完全填满苏必利尔湖和安大略湖。

“如果我们思考一下古代火星上的沉积物是如何在地貌上移动的,那么湖泊决口的洪水在全球范围内是一个非常重要的过程,”该研究的主要作者、德克萨斯大学杰克逊地球科学学院的助理教授蒂姆·古吉(Tim Goudge)说。“这是一个有点令人惊讶的结果,因为长期以来,人们一直认为它们是一次性的异常现象。”

数十亿年前,火星表面有液态水时,陨石坑湖在火星上很常见。一些火山口可以容纳一小片海的水。但当水变得太多无法容纳时,它会冲破陨石坑的边缘,造成灾难性的洪水,在它的尾流中雕刻河谷。2019年由古吉领导的一项研究确定,这些事件发生得很快。

由绕火星轨道运行的卫星拍摄的遥感图像使科学家得以研究火星上破裂的火山口湖的遗迹。然而,古吉说,人们对火山口湖泊及其河谷的研究大多是基于个体的基础。这是第一次研究这颗红色星球上的262个破坏湖泊是如何塑造火星表面的。

研究继承回顾先前存在火星上的河谷和分类目录的山谷分为两类:山谷,他们从火山口的边缘,这表明他们成立了湖违反洪水期间,和山谷,在形成景观,这表明随着时间的推移逐渐形成。

从那时起,科学家们比较了深度、长度和体积的不同谷类型,发现河谷形成的火山口湖违反穿孔远高于他们的体重,侵蚀了近四分之一的红色星球的河谷卷,尽管只有3%的谷总长度。

行星科学研究所的研究科学家、该研究的合著者亚历山大·摩根说:“这种差异是由于出口峡谷比 的其他峡谷要深得多。”

裂口河谷的中位深度为559英尺(170.5米),是其他逐渐形成河谷的两倍多,后者的中位深度约为254英尺(77.5米)。

此外,尽管这些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,这些裂口冲刷的峡谷很深,可能影响了附近其他河谷的形成。作者说,这是一种可能的替代解释,独特的火星河谷地形通常归因于气候。

这项研究表明,湖泊决口的河谷在塑造火星表面方面发挥了重要作用,但古吉说,这也是一个预期的教训。地球的地质状况已经抹去了大部分的陨石坑,在大多数情况下,河流的侵蚀是一个缓慢而稳定的过程。但这并不意味着它在其他世界也会如此。

“当你用水填满陨石坑时,会有很多储存的能量被释放出来,”Goudge说。“在这种情况下,火星可能更倾向于受到灾难论的影响,而不是地球的影响,这是有道理的。”

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这项研究的其他合著者是杰克逊学院博士后研究员盖亚·斯塔基·德·奎和美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星科学家凯莱布·法塞特。

NASA资助了这项研究。

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