火星上最近的火山活动揭示了一个比以前认为的更加活跃的星球

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地狱犬窝地貌的裂缝位于火星上广阔的极乐世界平原，穿过山丘和陨石坑，表明它们相对年轻。一项新的研究提供了该地区火山特征的最详细的三维地图，描绘了一幅火星作为一个星球的图片，其地质过去比以前认为的更加混乱。鸣谢:欧空局/德国航天中心/富柏林

（）据亚利桑那大学（丹尼尔·斯托尔特）：根据亚利桑那大学研究人员领导的一项研究，火星上一片广阔，平坦，“毫无特色”的平原让研究人员感到惊讶，因为它揭示了比预期更动荡的地质过去。近在100万年前，大量的熔岩从众多的裂缝中喷发出来，覆盖了几乎和阿拉斯加一样大的区域，并与地表和地表下的水相互作用，导致大洪水事件，形成了深深的通道。

缺乏板块构造——不断改变地球表面的地壳块——火星长期以来被认为是一个地质上“死亡”的星球，那里没有太多事情发生。然而，最近的发现让研究人员对这一观点提出了质疑。就在去年，也是在UArizona的一个行星科学家小组提出了证据，表明在Elysium Planitia区域下面有一个巨大的地幔柱，在相对较近的过去驱动了强烈的火山和地震活动。

在最近的研究中，由UArizona月球和行星实验室的Joana Voigt和Christopher Hamilton领导的团队结合了航天器图像和探地雷达的测量结果，以三维细节重建了Elysium Planitia的每个熔岩流。广泛的调查揭示并记录了40多起火山事件，其中最大的一次火山爆发填充了一个名为阿萨巴斯卡巴雷斯的山谷，那里有近1000立方英里的玄武岩。

“Elysium Planitia是地球上最年轻的火山地形，研究它有助于我们更好地了解火星的过去以及最近的水文和火山历史，”作者在他们的论文中写道。虽然迄今为止在火星上没有观察到火山活动，但“Elysium Planitia的火山活动比以前认为的要活跃得多，甚至可能今天仍然有火山活动，”发表在《地球物理研究杂志:行星》上的这项研究的第一作者Voigt说。美国国家航空航天局的洞察号着陆器在2018年至2022年期间记录的大量火星地震提供了证据，证明在其表面下，这颗红色星球绝不是死的。

LPL大学副教授Hamilton说:“我们的研究提供了除地球之外的其他星球上地质上最近火山活动的最全面的解释。“这是对过去1.2亿年来火星年轻火山活动的最佳估计，这相当于恐龙在地球上漫游的高峰期到现在。"

根据作者的说法，这些发现对围绕火星在其历史的某个时期是否可能存在生命的研究有所启示。极乐世界经历了几次大洪水，有证据表明，喷涌的熔岩与水或冰相互作用，以戏剧性的方式塑造了景观。在Elysium Planitia，Voigt和她的合著者发现了蒸汽爆炸的充足证据，这种相互作用引起了天体生物学家的极大兴趣，因为它们可能创造了有利于微生物生命的热液环境。

该团队使用了美国国家航空航天局侦察轨道器或MRO上的背景相机的图像，结合了MRO的UArizona领导的HiRISE相机在选定区域的更高分辨率的图像。为了获得地形信息，他们利用了另一艘美国国家航空航天局飞船“火星环球探测者”上的火星轨道飞行器激光高度计的数据记录。然后，这些勘测数据与美国国家航空航天局浅层雷达(SHARAD)探测器进行的地下雷达测量相结合。



这张由欧洲航天局的火星快车轨道飞行器拍摄的照片显示了聚焦于极乐世界平原的巨大熔岩流的斜视图。鸣谢:欧空局/德国航天中心/富柏林

“使用SHARAD，我们能够观察到地表以下140米(460英尺)的深处，”Voigt说，她完成了这项研究，作为她在UArizona获得博士学位的一部分。她现在是加州理工学院喷气推进实验室或JPL的博士后研究员。

“结合数据集使我们能够重建研究区域的三维视图，包括熔岩从多条裂缝中喷发出来之前的地形，以及之前由流水冲刷的盆地和通道，”Voigt补充道。

火星的内部被认为与地球非常不同，其地质特征的详细重建为科学家提供了过去塑造它的过程的一瞥。汉密尔顿说，火山和火星地壳结构之间的关系是了解火星古环境条件的关键。除了包含在岩浆中的水被抛入大气，然后冻结在地表之外，火山爆发还可能导致灾难性的地下水释放到地表。

“当火星地壳出现裂缝时，水可以流到表面上，”汉密尔顿说。“由于大气压力低，这些水很可能会蒸发掉。但如果在那段时间有足够的水流出，你可以看到一场巨大的洪水，冲过这片土地，雕刻出我们看到的这些巨大的特征。”

作者说，了解水在过去是如何在火星上流动的，以及它现在在哪里，是一个“圣杯”问题。因为Elysium Planitia所在的赤道地区比地球的高纬度地区更容易着陆，所以水的存在和对其释放机制的了解为未来的人类任务提供了信息，这些任务将严重依赖于这种资源。

“Elysium Planitia是试图了解我们在表面看到的东西和通过火山爆发表现出来的内部动态之间的联系的完美地点，”Voigt说。“我非常关注熔岩表面的细节，试图理清不同的喷发事件，重建这些地质实体的整个历史。”

该团队计划继续利用通过不同成像方法获得的大型复杂数据集，结合其他火山活跃区域的事件时间序列，创建火星表面和地下的高度详细的三维洞察。

Voigt将熔岩流表面比作“打开的书，如果你知道如何阅读，它会提供大量关于它们如何形成的信息。

“这些过去被认为毫无特色和无聊的领域，像极乐世界，我认为它们包含了很多秘密，它们希望被阅读，”她说。