科學(xué)家認為，災(zāi)難性的洪水對火星的影響比以往認為的要大

一張基于海拔高程上色的圖片顯示了科學(xué)家們認為曾經(jīng)是一個湖泊的帕拉那盆地。研究者認為白色的河谷是由一次災(zāi)難性的決口形成的；黑色的河谷是由其他機制形成的。

一張基于海拔高程上色的圖片顯示了科學(xué)家們認為曾經(jīng)是一個湖泊的帕拉那盆地。研究者認為白色的河谷是由一次災(zāi)難性的決口形成的；黑色的河谷是由其他機制形成的。（圖片來源：美國航天局/戈達德航天中心/噴氣推進實驗室/亞利桑那州立大學(xué)）

一項新的研究發(fā)現(xiàn)，早期火星上泛濫的湖泊引發(fā)的災(zāi)難性洪水或許開鑿出了這顆紅色星球上的諸多河谷。

盡管現(xiàn)在的火星寒冷而干燥，數(shù)十年的證據(jù)表明它曾經(jīng)被河流、溪流、池塘、湖泊，甚至海洋所覆蓋。所有的這些水所留下的一組標記以蝕刻在紅色星球上的河谷網(wǎng)絡(luò)的形式出現(xiàn)。之前的研究表明，流動的水在大概35億年前到37億年前間結(jié)束的一個時期里開鑿出了這些網(wǎng)絡(luò)，這項新研究為這一時期提供了另一個視角。

這項研究建立在之前的研究基礎(chǔ)上。之前的研究表明，超過200個火星湖泊充滿了足夠多的水，足以決口，引發(fā)災(zāi)難性的洪水并且開鑿出峽谷。盡管有證據(jù)表明，在局部尺度上這樣的洪水可能有助于塑造火星地貌，但在整個星球的層面上，科學(xué)家在之前已經(jīng)解釋過，河谷網(wǎng)絡(luò)中有長期存在的河流，會導(dǎo)致更為持久的逐漸侵蝕。

這項新研究的研究人員推測，由于火星表面的多坑特性，這些決口的洪水可能在這顆紅色星球上扮演了比我們之前所認為的要更為重要的角色。

研究的主要作者，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的行星科學(xué)家蒂莫西·高奇告訴太空網(wǎng)：“火星表面被隕石撞擊坑所覆蓋，這些隕石坑是形成水池并且蓄水的完美盆地，從而為大型湖泊決口引發(fā)的洪水提供了大量的機會?！?。

高奇和他的同事們分析了火星上的河谷網(wǎng)絡(luò)，重點是那些在火星河流活動高峰期形成的河谷網(wǎng)絡(luò)。研究者們關(guān)注與古代湖泊盆地相連的河谷，特別是谷底要高于兩個地貌相連處湖泊盆地底部的峽谷，推測這些峽谷有可能是在那些湖泊泛濫溢出的時候形成的。

火星上的一個湖泊舊址顯示了一條延伸到左上角的噴發(fā)峽谷。

火星上的一個湖泊舊址顯示了一條延伸到左上角的噴發(fā)峽谷。（圖片來源：高奇等人）

科學(xué)家接下來根據(jù)形狀和大小特征估算了這些洪水可能開鑿出的體積。研究者們發(fā)現(xiàn)溢出湖泊的洪水可能開辟出了大約13675立方英里（57000立方千米）的體積，這要比密歇根湖的10倍還要多。 盡管這種洪水開掘出來的峽谷只占了研究者們所分析的河谷全長的3%，但體積上依然至少相當于火星上河谷總體積的24%。

“我們發(fā)現(xiàn)火星上大約四分之一規(guī)模的河谷是在地質(zhì)上被迅速開鑿出來的——在幾天、幾個月到幾年間不等，而不是幾萬年到幾十萬年——這確實是相當令人驚訝的?！备咂嬲f。

高奇提到，這類湖泊決口而成的洪水“在地球上的特定時期一定相當重要”，比如，當冰川在更新世后期融化的時候，這個時代大概是在從大約260萬年前到11700年前。他說，大規(guī)模的融化使得許多湖泊泛濫，“大型的冰川湖泊迸發(fā)出的洪水在太平洋西北部開鑿出了大型的峽谷?！?/p>

一張火星全球地圖區(qū)分了研究者們認為由破潰而出的隕石坑湖而形成的白色峽谷和被河流緩慢侵蝕而形成的黑色峽谷。

一張火星全球地圖區(qū)分了研究者們認為由破潰而出的隕石坑湖而形成的白色峽谷和被河流緩慢侵蝕而形成的黑色峽谷。（圖片來源：高奇等人）

高奇說，這些新的發(fā)現(xiàn)可能對科學(xué)家關(guān)于火星地貌如何隨著時間演變的認知產(chǎn)生廣泛的影響。

“比如說，因為災(zāi)難性形成的湖泊出口峽谷要深得多，它們可能作為新的水流管道，影響周圍土地上存在已久的河谷，”他說，“這只是一個例子，說明為什么我們在希望能夠了解火星河谷演變的時候，災(zāi)難性的湖泊決口洪水確實需要被更加一致地納入考量?！?/p>

在未來，高奇和他的同事們計劃開發(fā)一個火星災(zāi)難性湖泊決口洪水的計算機模型，以此揭示這一現(xiàn)象的時空動態(tài)。

“舉個例子，當我們說這些峽谷被快速地開鑿出來的時候，我們經(jīng)常會被問到，‘快速是指多快呢？’”高奇說。“就目前研究而言，我們只能說它在地質(zhì)學(xué)角度上是迅速的，與數(shù)萬年或者數(shù)十萬年相比，三天、三個月甚至三年間的差異基本上可以忽略不計?！?/p>

科學(xué)家們于9月29日在《自然》雜志上詳細介紹了他們的研究發(fā)現(xiàn)。

BY: Charles Q. Choi

FY: Jormongandr

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