陨石撞击造成火星南北地貌的巨大差异

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科学家提出证据支持：大撞击造成火星南北地貌的巨大差异！
南北半球地形的不对称是火星最明显的地表特征：南半球是布满大小陨石坑的高地，北半球则是地势平缓的平原地形（被称为Bolealis盆地），两者的平均高度差有4km。除此之外，底下的地壳厚度也有南北差异，如同水面的浮冰，南半球的高地形由较厚的地壳产生的浮力支撑，高地地壳足足厚了25km。根据其上的陨石密度推测，这个双面半球地貌，大约形成在40亿年前。



科学家认为，有两种可能性产生如此特殊的地貌：一为陨石撞击北半球，造成北方低地。二为早期火星内部的地幔对流造成地表高度差异，如同夏威夷岛源于底下的地幔热柱上涌。然而，不论哪种学说，都必须能够说明地形高度与地壳厚度的差异。
本期的Nature期刊有三篇论文提出支持大撞击学说的证据。首先麻省理工学院J. C. Andrews-Hanna领导的研究团队使用重力观测来移除Tharsis火山系统对双面地貌边界的影响[注一]。他们发现Bolealis盆地其实是椭圆形、而非不规则形状，这可以一次的大撞击来做解释。
第二篇是加州理工学院M. M. Marinova的研究团队使用数值模拟、来寻找能够产生椭圆陨石坑的撞击条件，因为早期认为陨石坑应该是圆形而不是椭圆形。他们发现这是属于一个行星级的撞击事件：撞击星体直径大约有1600km~2700km(火星直径有6780km)，以较偏的角度（30~60度）、速率6~10km/s和火星产生碰撞。
第三篇是加州大学F. Nimmo的研究团队使用数值模式来探讨这个撞击事件的影响。他们发现早期构成Bolealis盆地的地壳会被这次的大撞击移除，新的薄地壳则由撞击产生的高压震波熔融火星地幔而生成、南半球还是原本的地壳构造与成分。他们认为新地壳的成分与火星陨石的特征吻合。根据火星陨石的定年，他们认为双面地貌产生的时间与月球生成的撞击事件在同一时期、为行星形成的最后阶段。
这三篇论文加强大撞击说的可行性，然而并没有排除地幔对流说的可能性。要盖棺论定，得等未来的登陆计划对南北半球的地壳成分、构造与边界位置有清楚的认识才行。