研究揭示火星早期地质概况,中国科学院地球化学研究所

英国《自然》杂志3月2日发表的一篇行星科学论文称,法国科学家基于最新的地貌证据,重新解释了火星早期的地质历史。

火星拥有太阳系家族中最大的火山岩组——塔尔西斯地区在37亿年前开始形成,并在火星的表面形成了一个明显隆起。塔尔西斯地区的形成也导致火星相对其旋转轴线重新定位,这是导致该火山区今日处于火星赤道位置的原因。基于最新的地貌证据,研究人员重新解释了火星早期的地质历史,相关成果近日发表于《自然》杂志。

6月13日,地化所青年创新促进会小组有幸邀请到美国Apollo宇航员的地质教官,国际知名行星科学家Head教授和路易斯安娜的Suniti博士,与青年科研人员进行学术交流,此次论坛由地化所青促会小组组长李雄耀主持,所内科研人员、青年促进会会员及学生60余人参加论坛。

火星拥有“太阳系大家庭”中最大的火山岩组——塔尔西斯地区,这是一片广阔的高原,在37亿年前开始形成,其在火星表面上形成了一个明显隆起。塔尔西斯地区今日处在火星赤道位置的原因,是火星相对于其旋转轴线进行了重新定位,即真正的极移。

已有研究认为,塔尔西斯地区在诺亚纪晚期形成(火星诺亚纪为距今41亿年前~37亿年前),并对于火星山谷走向产生了影响。

James W. Head III
教授是国际著名行星科学家,美国布朗大学地球、环境与行星科学系的荣誉教授。现为美国艺术与科学学院院士、美国科学促进协会会士、美国地球物理学会会士、美国地质学会会士、陨石学会会士,他的研究领域主要包括火山作用、构造作用、冰川作用形成和改造行星地壳和岩石圈的地质过程。并曾任美国地质学会行星地质署和美国地球物理学会行星科学分部主席。

此前已有科学家提出,塔尔西斯地区在诺亚纪(火星的诺亚纪是41亿年前到37亿年前)的晚期形成,并且对火星上山谷的走向产生了影响。而此次,法国巴黎第十一大学的西维亚·布莱和他的研究团队通过建模,对塔尔西斯火山地区形成之前的火星地貌进行了重建。

法国奥赛巴黎第十一大学Sylvain
Bouley研究团队通过建模,对塔尔西斯火山地区形成之前的火星地貌进行了重建。研究结果显示,火星的山谷网走向并不需要塔尔西斯地区的出现,且当时火星上的降水和山谷形成有可能与塔尔西斯隆起同时发生,而火星在距今37亿年前到30亿年前的赫斯珀利亚纪,有着长期的火山活动。

Suniti
Karunatillake博士2008年美国康奈尔大学获博士学位,曾在美国纽约州立大学和Rider大学做博士后研究和短期研究工作,2013年到美国路易斯安娜州立大学地质与地球物理系工作。他主要通过对实测地球化学和地形地貌数据的分析,探讨火星表面微观尺度和全球范围的演化过程。

他们的研究结果显示,火星的山谷网络走向并不需要塔尔西斯地区的出现,当时火星上的降水和山谷形成有可能是和塔尔西斯隆起同时发生的。研究同时发现,火星在距今37亿年到30亿年前的赫斯珀利亚纪,有着长期的火山活动。

研究者认为,在塔尔西斯隆起时火星上有降雨和降水,并提出新地貌图可以给研究火星地质史的前10亿年提供新的框架。

论坛上,Head教授首先作了题为“The Climate History of Mars and
Implications for Future Robotic and Human
Exploration”的报告。他介绍了火星气候在火星地质演化过程中的重要性,认为火星轨道参数和太阳活动等是驱动火星气候变化的重要因素;此外,陨石撞击、火山活动、温室效应等也是引起火星早期冰川融化的重要因素。Head教授通过深入浅出地讲述,细致地介绍了火星不同地质历史的气候演化,结合火星表面的地貌特征、火山作用以及火星气候循环模型,探讨了火星地质演化过程中的冰川、水文活动特征,并通过现今的地貌特征结合数值模型反演火星古气候。最后,Head介绍了美国2020年的火星探测计划以及对寻求国际合作的期望。

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