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火星间歇泉介绍

民间故事 2020-08-29 5 浏览 0 评论

远古火星存在超级间歇泉喷射8公里高地球喷泉相形见绌。地球上的间歇泉有两种形成方式。一种是,水被从地下逃逸出的蒸汽流冲入高空;另一种喷泉涌出地表的二氧化碳气泡形成的。

这两种方式都能形成非常壮观的喷泉。例如,美国怀俄明州黄石国家公园的“老忠实”间歇泉,把滚烫的水喷射到大约45米的高空中。科学家表示,他们已经在火星上发现了远古间歇泉的迹象,与这些间歇泉相比,黄石国家公园的那些喷泉只能算作侏儒。

火星间歇泉冲出地面好几公里,在方圆几公里的范围内降下冰雹和泥浆。这项研究由英国兰卡斯特大学的亚利斯塔尔·巴格瑞领导,这些科学家表示,当二氧化碳气泡迫使水通过缝隙升到地表时,水就会迅速喷涌而出,形成间歇泉。

科研组成员亚当·奈瑟告诉《新科学家》杂志说:“这就像你摇晃一瓶可乐时,嘶嘶作响的气泡就会出现。”火星两面曾经存在间歇泉的迹象非常明显,被称作Mangala槽沟(Mangala Fossa)和塞柏鲁斯槽沟(Cerberus Fossae)的两条几百公里长的裂缝,一直延伸到火星表面。这两条裂缝是宽阔的渠道的起始点,这些渠道中显然曾流淌着大量水,流程可能是亚马逊河的10到100倍。

至少其中的一些水似乎曾以间歇泉的形式从地下喷涌而出。根据塞柏鲁斯槽沟附近的一个遭受水蚀的斜坡可以看出,这里的水显然曾被喷发到距离裂缝几公里的高空中。科研组成员莱昂内尔·威尔逊表示,强大的间歇泉曾经一定从这个裂缝中喷涌而出,把水输送到四面八方。

在塞柏鲁斯槽沟附近,似乎曾有大量从间歇泉中喷涌而出的泥浆降落到地面上,形成泥流。后来水被蒸发干后,只剩下间歇泉携带的沉积物,形成类似流动物的山脊岩层。威尔逊表示,另一种可能是,这些沉积物是由凝固的熔岩构成,但是山脊的方向显然排除了这种可能性。

当熔岩流形成山脊时,它们经常和流向垂直,而这里的山脊与流向平行。喷射高度可达8公里,根据沉积物与这个裂缝之间的距离,奈瑟表示,这些间歇泉曾经一定至少将泥浆向四周甩出4公里。据该科研组计算,火星间歇泉将泥浆抛入空中的高度是这个距离的2倍。

火星间歇泉的能量之谜是,它们的水源似乎来自很深的地面下。当地下水团腾空而出时,Mangala槽沟附近叠加的岩石似乎曾向下沉。这种岩石下沉量说明此类水团位于地面以下大约3到4公里的地方。这种深度产生的压力意味着水体能溶解大量二氧化碳,这些二氧化碳可能来自水团下面的岩浆。

一旦裂缝把地下的高压水团与地表连接起来,这些水就会迅速向上喷涌。当打开一瓶罐装碳酸水时,由于内部压力作用,也会产生相同效果。二氧化碳气泡扩大,将导致泥浆以每小时400公里的速度冲出地面。

因为火星上的引力很微弱(仅为地球引力的38%),这些间歇泉的喷发速度或许非常快,而且水柱高度很高。威尔逊告诉《新科学家》杂志说:“它可能在几分钟内就能增高1到2公里。”这些喷泉能持续喷发1或两个月,在火星表面留下大量泥浆。间歇泉外围的水在火星空气中迅速冷却到零下70摄氏度,以冰雹的形式降落到地面。

美国费耶特维尔阿肯色大学的地质学家约翰·狄克逊同意上述观点,他认为这些沉积物是由二氧化碳水形成的喷泉产生的结果。

他告诉《新科学家》杂志说:“我认为它确实是个可行性假设。这些沉积物的形式看起来确实跟我以前看到的任何陆地熔岩流都不一样。”在火星形成46亿年时,这些间歇泉还有活动。以前的研究已经估算出与塞柏鲁斯槽沟相连的渠道不足2000万岁。奈瑟在美国德克萨斯州休斯顿举行的月球与行星科学大会上介绍了这项研究结果。

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