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古代火星水的地貌证据

2018-05-14
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古代火星与地球相比水的地貌证据。 a,b,科罗拉多河峡谷剖面(a)与火星的Nanedi Vallis(b)(Lunae Palus quadrangle; 4.9°N,49°W)的一部分进行比较。一条河曾经穿过Nanedi Vallis(b的图像顶部),持续500多公里(未显示)。 c,d,大峡谷(c)与火星树状河系(d)(阿拉伯四角; 12°N,43°E)。陆地和火星比较的轻微形态差异归因于年龄的巨大差异。图片由C. Harman(Google / NASA / JPL / Malin Space Science Systems)(a,b),Google / Landsat / Copernicus(c)和Google / NASA / JPL /亚利桑那大学(d)提供。 Nature Geoscience,第11卷,第230-237页(2018)doi:10.1038 / s41561-018-0093-9

早期火星的气候是一个争论的话题。虽然人们一直认为火星的气候温暖湿润,如地球,但其他研究人员表示,早期的火星可能已经大量冰川化。来自地球生命科学研究所(东京技术研究所,日本)的拉米斯拉米雷斯和美国国家航空航天博物馆地球与行星研究中心(美国史密森尼学会)的罗伯特克拉多克最近的一项研究表明,早期火星表面可能没有被冰块支配,相反,它可能是温和的,容易下雨,只有少量冰块。

虽然关于火星以前是否有水的争论很少,但关于40亿年前火星的气候如何的辩论持续了几十年。火星有一个令人惊讶的多样化景观,由山谷网络,湖盆和可能的海洋海岸线组成。这些古代河流的特征都提供了早期火星可能具有温暖湿润气候的线索,类似于地球。

但是,这个想法有挑战。首先,当时进入大气的太阳能被认为太低,不足以支持温暖潮湿的气候。其次,最近的气候研究认为,火星的古代河流特征可以用冰冷的气候来解释,冰的广泛表面通过反射太阳辐射来促进冷却(图2)。偶尔的变暖事件会导致大量的冰融化和河流活动。然而,拉姆西斯拉米雷斯(日本地球生命科学研究所)和罗伯特克拉多克(美国史密森尼学会)认为,在仔细的地质和气候分析发现几乎没有大范围冰川化的证据之后,早期的火星可能是温暖湿润的,而不是冰冷的。

最近,作者在自然地球科学杂志上发表的研究认为,在相对无关的星球上的火山活动可以解释火星的河流特征。释放二氧化碳,氢气和甲烷的火山爆发可能会导致温室效应,从而可能促使气候变暖,降水(包括降雨)以及溪谷和河流地貌的水流。然而,这种气候不会像地球那样温暖湿润,年降水量在10厘米左右(或更低),类似于地球的半干旱地区。这种较干燥的气候表明,也可能存在少量的冰层沉积物,尽管这些冰层很薄,易于融化,有助于河流系统。

未来,作者将在分析中使用更复杂的模型来进一步研究他们的温暖,半干旱气候假说。他们还将致力于在火星上形成这些河流特征之前了解气候是怎样的。这将涉及到调查火星的最早历史,这是一个神秘的主题,因为目前对它的了解甚少。

出版物:拉姆斯米拉米雷斯和罗伯特A.克拉多克,“地质和气候学的一个更温暖和潮湿的早期火星,”自然地球科学,第11卷,第230-237页(2018年)doi:10.1038 / s41561-018-0093- 9