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古代湖泊洪泛塑造了火星地貌
科学家认为，灾难性的洪水对火星的影响比以往认为的要大
一张基于海拔高程上色的图片显示了科学家们认为曾经是一个湖泊的帕拉那盆地。研究者认为白色的河谷是由一次灾难性的决口形成的；黑色的河谷是由其他机制形成的。
一张基于海拔高程上色的图片显示了科学家们认为曾经是一个湖泊的帕拉那盆地。研究者认为白色的河谷是由一次灾难性的决口形成的；黑色的河谷是由其他机制形成的。（图片来源：美国航天局/戈达德航天中心/喷气推进实验室/亚利桑那州立大学）
一项新的研究发现，早期火星上泛滥的湖泊引发的灾难性洪水或许开凿出了这颗红色星球上的诸多河谷。
尽管现在的火星寒冷而干燥，数十年的证据表明它曾经被河流、溪流、池塘、湖泊，甚至海洋所覆盖。所有的这些水所留下的一组标记以蚀刻在红色星球上的河谷网络的形式出现。之前的研究表明，流动的水在大概35亿年前到37亿年前间结束的一个时期里开凿出了这些网络，这项新研究为这一时期提供了另一个视角。
这项研究建立在之前的研究基础上。之前的研究表明，超过200个火星湖泊充满了足够多的水，足以决口，引发灾难性的洪水并且开凿出峡谷。尽管有证据表明，在局部尺度上这样的洪水可能有助于塑造火星地貌，但在整个星球的层面上，科学家在之前已经解释过，河谷网络中有长期存在的河流，会导致更为持久的逐渐侵蚀。
这项新研究的研究人员推测，由于火星表面的多坑特性，这些决口的洪水可能在这颗红色星球上扮演了比我们之前所认为的要更为重要的角色。
研究的主要作者，德克萨斯大学奥斯汀分校的行星科学家蒂莫西·高奇告诉太空网：“火星表面被陨石撞击坑所覆盖，这些陨石坑是形成水池并且蓄水的完美盆地，从而为大型湖泊决口引发的洪水提供了大量的机会。”。
高奇和他的同事们分析了火星上的河谷网络，重点是那些在火星河流活动高峰期形成的河谷网络。研究者们关注与古代湖泊盆地相连的河谷，特别是谷底要高于两个地貌相连处湖泊盆地底部的峡谷，推测这些峡谷有可能是在那些湖泊泛滥溢出的时候形成的。
火星上的一个湖泊旧址显示了一条延伸到左上角的喷发峡谷。
火星上的一个湖泊旧址显示了一条延伸到左上角的喷发峡谷。（图片来源：高奇等人）
科学家接下来根据形状和大小特征估算了这些洪水可能开凿出的体积。研究者们发现溢出湖泊的洪水可能开辟出了大约13675立方英里（57000立方千米）的体积，这要比密歇根湖的10倍还要多。尽管这种洪水开掘出来的峡谷只占了研究者们所分析的河谷全长的3％，但体积上依然至少相当于火星上河谷总体积的24％。
“我们发现火星上大约四分之一规模的河谷是在地质上被迅速开凿出来的——在几天、几个月到几年间不等，而不是几万年到几十万年——这确实是相当令人惊讶的。”高奇说。
高奇提到，这类湖泊决口而成的洪水“在地球上的特定时期一定相当重要”，比如，当冰川在更新世后期融化的时候，这个时代大概是在从大约260万年前到11700年前。他说，大规模的融化使得许多湖泊泛滥，“大型的冰川湖泊迸发出的洪水在太平洋西北部开凿出了大型的峡谷。”
一张火星全球地图区分了研究者们认为由破溃而出的陨石坑湖而形成的白色峡谷和被河流缓慢侵蚀而形成的黑色峡谷。
一张火星全球地图区分了研究者们认为由破溃而出的陨石坑湖而形成的白色峡谷和被河流缓慢侵蚀而形成的黑色峡谷。（图片来源：高奇等人）
高奇说，这些新的发现可能对科学家关于火星地貌如何随着时间演变的认知产生广泛的影响。
“比如说，因为灾难性形成的湖泊出口峡谷要深得多，它们可能作为新的水流管道，影响周围土地上存在已久的河谷，”他说，“这只是一个例子，说明为什么我们在希望能够了解火星河谷演变的时候，灾难性的湖泊决口洪水确实需要被更加一致地纳入考量。”
在未来，高奇和他的同事们计划开发一个火星灾难性湖泊决口洪水的计算机模型，以此揭示这一现象的时空动态。
“举个例子，当我们说这些峡谷被快速地开凿出来的时候，我们经常会被问到，'快速是指多快呢？’”高奇说。“就目前研究而言，我们只能说它在地质学角度上是迅速的，与数万年或者数十万年相比，三天、三个月甚至三年间的差异基本上可以忽略不计。”
科学家们于9月29日在《自然》杂志上详细介绍了他们的研究发现。
BY: Charles Q。Choi
FY: Jormongandr
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选文：天文志愿文章组-
翻译：天文志愿文章组- Jormongandr
审核：天文志愿文章组-
终审：天文志愿文章组-零度星系
排版：天文志愿文章组-零度星系
美观：天文志愿文章组-
参考资料
[1]深峡谷 canyon | Astrodict | NADC[EB/OL]. [2022-04-27]. https://nadc.china-vo.org/astrodict/termdetails?id=6168.
[2]美国国家航空航天局戈达德航天中心----对地观测与数字地球中心[EB/OL]. [2022-04-26]. http://ceode.cas.cn/qysm/xgjg/gwjg/200809/t20080904_2371100.html.
[3]GARNER R. NASA’s Goddard Space Flight Center[EB/OL]//NASA. (2015-02-10)[2022-04-26]. http://www.nasa.gov/goddard.
本文由天文志愿文章组- Jormongandr翻译自文章作者Charles Q. Choi的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除.
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