奇怪的火星矿藏可能来自火山爆发

科学 2019-06-25 10:55:19 107

一项新的研究发现,来自古代火山爆发的灰烬可能是美国宇航局下一个火星探测器着陆点附近的一个奇怪矿床的来源。该研究发表在“ 地质学 ”杂志上,可以帮助科学家在火星早期汇集火山活动和环境条件的时间表。

“这是迄今为止最明显的证据之一,因为爆炸性火山活动在火星早期更为常见,”布朗大学研究生克里斯托弗·克雷默说。“了解爆发性火山活动对火星早期的重要性对于了解火星岩浆中的水资源,地下水丰度和大气厚度最为重要。”

当水蒸气等气体溶解在地下岩浆中时,会发生火山爆发。当溶解的气体的压力大于上面的岩石所能承受的压力时,它会爆炸,向空中发出火山灰和熔岩。科学家认为,这种火山爆发应该在火星历史的早期发生,当时有更多的水可以与岩浆混合。随着地球的干涸,火山爆发将会消失,并让位于更热情的火山活动 - 一种更温和的熔岩渗透到地表。Kremer说,有大量证据证明火星表面存在溢流阶段,但早期爆炸阶段的证据并不容易用轨道仪器发现。

这项新研究考察了一个名为Nili Fossae的矿床,这个矿床长期以来一直受到科学家们的关注。该矿床富含矿物橄榄石,这在行星内部很常见。这表明矿床来自深层地下,但尚不清楚这些材料是如何进入地表的。一些研究人员已经提出,这是一个热情的熔岩流的另一个例子。其他人则认为这种物质是由大小行星撞击所造成的 - 这种撞击形成了沉积所在的巨大的伊西迪斯盆地。

在这项研究中,来自布朗的克雷默及其同事使用来自美国宇航局火星勘测轨道器的高分辨率图像来详细查看矿床的地质情况。克雷默在这项工作上的合着者是布朗研究生迈克布兰布尔和杰克穆斯塔德,他是布朗地球,环境和行星科学系的教授,也是克雷默的顾问。

克莱默说:“这项工作在方法上与其他人通过观察由这个基岩组成的地形的物理形状所做的工作有所不同。” “构成它的层的几何形状,厚度和方向是什么。我们发现爆炸性的火山活动和灰烬的解释在所有正确的方框中都有所体现,而对于这个存款可能在几个重要方面可能不同意的所有其他想法我们从轨道上观察到的东西。“

该工作表明,沉积物在长的连续层中均匀地延伸穿过表面,这些层均匀地覆盖在山丘,山谷,陨石坑和其他特征上。克雷默说,均匀分布与熔岩流量相比更符合灰烬。预计熔岩流将汇集在低洼地区,并在高地留下稀薄​​或不存在的痕迹。

研究人员表示,该地区的地层关系排除了与Isidis影响相关的起源。他们表明,存款位于Isidis事件之后已知的特征之上,这表明存款本身也存在。

研究人员说,灰烬的解释也有助于解释矿床不寻常的矿物特征。橄榄石通过与水接触显示出广泛变化的迹象 - 远比火星上其他橄榄石沉积物更多。研究人员表示,如果这是一种多孔的灰烬,因此很容易受到少量水的影响。

研究人员说,所有人都知道,这些轨道数据强烈倾向于降落的起源。但该团队不必长期依赖轨道数据。美国宇航局的Mars2020探测器计划降落在位于橄榄石矿床内的Jezero Crater。并且在火山口内存在沉积物。富含橄榄石的部队几乎肯定会成为火星探测器的目标之一,它可能对这个沉积物的最终结果有最终决定权。

“令人兴奋的是,如果我对或错,我们很快就能看到,”克雷默说。“所以这有点神经紧张,但如果它不是一个灰烬,那么它可能会变得更加陌生。如果不是这样的话,那就更有趣了。”

克雷默说,如果它确实变成了灰烬,它就会证实这项研究中使用的方法是一种观察火星其他地方潜在的灰烬沉积物的方法。

但无论漫游者发现什么,对于理解红色星球的演变都很重要。

“火星2020年的十大发现之一就是要弄清楚这个含橄榄石的单位是什么,”克雷默的顾问穆斯塔德说。“这是人们长时间写作和谈论的东西。”