梅杜莎槽溝層
梅杜莎槽沟层(Medusae Fossae Formation)是火星上一处可能起源于火山的大型地质单元[1],它取名自希腊神话中的梅杜莎,而”槽沟”(Fossa)一词是拉丁语“深沟”之意。该地貌约位于南纬5°、东经213°处,横跨塔尔西斯和埃律西昂火山区附近的高-低地边界区,其范围涵盖亚马逊区、塔尔西斯区、门农区、埃律西昂区和埃俄利斯区等五大区域的部分地区。
热辐射成像系统拍摄的梅杜莎槽沟层全时图像 | |
座標 | 3.2°S 163.0°W |
---|---|
長度 | 333 公里 |
地质
梅杜莎槽沟层为沿火星赤道绵延(不连续)超过5000公里的松软、易风化沉积区,其面积相当于美国大陆面积的20%[2]。有时,该地层看起来像一片起伏平缓的平地,但在一些地方,因风蚀而形成了大片山脊和沟槽地形[1]。雷达成像显示,该地区可能含有极多孔岩石(例如火山灰)或类似冰川的厚冰层,其数量与火星南极冰盖下的储量大致相同[3][4]。通过使用火星全球气候模型模拟,以劳拉·克伯(Laura Kerber)为首的一组研究人员发现,梅杜莎槽沟层可能形成于阿波里那山、阿尔西亚山和帕弗尼斯山所喷发的火山灰[5]。相关的细粒成分提供了进一步证据。该地区几乎没有雷达回波,鉴于这一原因,它也被称为“隐形”区[6]。该地层被划分为上、中、下三个子单元区,都属于亚马逊纪,为火星地质史上最年轻的时代[7]。其元素成分的比较表明,梅杜莎槽沟层是火星表面尘埃的主要来源地[2]。2018年7月,研究人员报告称,事实上,火星上最大单一尘埃来源地为梅杜莎槽沟层[2]。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
位于梅杜莎槽沟层的特征:
|
来自2001火星奥德赛号中子光谱仪数据的分析揭示,梅杜莎槽沟层的西侧舌状坡含有水,这意味着该地层含有大量的水冰,在高倾角(倾斜)时期,地表上的水冰保持了稳定[9]。 结合数个火星重力模型和火星轨道器激光高度计地形数据,可计算出该沉积层的密度,其值为1.765±0.105 克/厘米3,类似于地球上熔结凝灰岩的密度[10],这排除了沉积层成分中存在大量水冰的可能,再加上高含量的硫和氯,暗示它属于火山喷发的产物。该沉积层总体积为1.4×106公里3,如此大的沉积层可能是在5亿年周期性喷发中形成的[10]。
倒转地形
梅杜莎槽沟层下单元区包含了许多被认为是溪流遗迹的样式和形状。据信形成的溪流曾注满山谷,并通过矿物胶结或粗覆盖层的聚集形成一层耐侵蚀的倒转地形。这些倒转河床有时被称为弯脊或凸起的曲线特征,并被分为六种类型:平顶、窄顶、圆顶、分叉、无分叉和多层状,长度可能有1公里或不到,高度从1米到10米以上不等,而狭窄的弯脊宽度则不到10米[11]。
- 梅杜莎槽沟层下单元分支扇内的弯脊,位置为埃俄利斯区。
雅丹地貌
雅丹地貌是指地层表面被风蚀成一系列的线状山脊[12],这些山脊通常指向切割它们的盛行风风向,并展示出火星风沙的侵蚀力。梅杜莎槽沟层易受侵蚀,这表明它们是由弱胶结颗粒所组成,很可能是由风沙或火山灰沉积所构成。雅丹是岩石的一部分,它已被风沙蚀刻成嶙峋狭长的山脊[13],可看到其中的地层结构。海盗号[14]、火星全球探勘者号[15]及高分辨率成像科学设备照片[16]中都观察到了雅丹顶部耐侵蚀的冠岩。来自航天器的图像显示,它们具有不同的硬度,可能是因为物理性质、成分、颗粒大小和/或胶结作用的明显不同所致。整个地区几乎看不到撞击坑,因此,梅杜莎槽沟层地表相对年轻[17]。
- 高分辨率成像科学设备看到的梅杜莎槽沟层,图像地点位于埃俄利斯区。
- HiWish 程序控制的高分辨率成像科学设备看到的雅丹地形,位于阿耳西诺厄斯混沌区。
- HiWish 程序控制的高分辨率成像科学设备看到的雅丹地形特写,箭头指向的沙脊称为“横向沙脊”。
- 梅杜莎槽沟层中的雅丹地形,地点位于亚马逊区。
- 梅杜莎槽沟层中标注“冠岩”的雅丹地形,地点位于埃俄利斯区。
- 亚马逊区戈尔迪山脊附近的雅丹地形 ,这些雅丹地貌都位于梅杜莎槽沟层上单元区。
- 亚马逊区戈尔迪山脊附近的雅丹地形 ,前一幅图像的放大版。
- 亚马逊区戈尔迪山脊附近的雅丹地形 ,前一幅图像的放大版。
- 亚马逊区一座撞击坑附近的雅丹地形,位于梅杜莎槽沟层中单元区。
- 雅丹地貌显示的地层结构,位于埃俄利斯区盖尔撞击坑东面。
- 位于亚马逊区的雅丹地形。
- 位于亚马逊区的雅丹地形
参考文献
- . European Space Agency. 29 March 2005.
- Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin; Karunatillake, Suniti; Schmidt, Mariek. . Nature Communications. 2018, 9 (1): 2867. Bibcode:2018NatCo...9.2867O. PMC 6054634. PMID 30030425. doi:10.1038/s41467-018-05291-5.
- Watters, T. R.; Campbell, B.; Carter, L.; Leuschen, C. J.; Plaut, J. J.; Picardi, G.; Orosei, R.; Safaeinili, A.; Clifford, S. M.; Farrell, W. M.; Ivanov, A. B.; Phillips, R. J.; Stofan, E. R. . Science. 2007, 318 (5853): 1125–1128. Bibcode:2007Sci...318.1125W. PMID 17975034. doi:10.1126/science.1148112. Lay summary – NewScientist (November 1, 2007).
- Orosei, R.; Cantini, F.; Caprarelli, G.; Carter, L. M.; Papiano, I.; Rossi, A. P. . Lunar and Planetary Science Conference. 2016, (1903): 1869. Bibcode:2016LPI....47.1869O.
- Kerber, Laura; Head, James W.; Madeleine, Jean-Baptiste; Forget, François; Wilson, Lionel. . Icarus. 2012, 219 (1): 358–381. Bibcode:2012Icar..219..358K. doi:10.1016/j.icarus.2012.03.016.
- Barlow, Nadine G. . Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2008: 75–76. ISBN 978-0-521-85226-5.
- Greeley, Ronald; Guest, J.E. . 1987. doi:10.3133/i1802B.
- Geologic Mapping of the Medusae Fossae Formation, Mars 的存檔,存档日期2009-04-20. Center for Earth and Planetary Studies, Smithsonion National Air and Space Museum
- Wilson, Jack T.; Eke, Vincent R.; Massey, Richard J.; Elphic, Richard C.; Feldman, William C.; Maurice, Sylvestre; Teodoro, Luís F.A. . Icarus. 2018, 299: 148–160. Bibcode:2018Icar..299..148W. arXiv:1708.00518. doi:10.1016/j.icarus.2017.07.028.
- Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin. . Journal of Geophysical Research: Planets. 2018, 123 (6): 1368–1379. Bibcode:2018JGRE..123.1368O. doi:10.1029/2018JE005565.
- Zimbelman, James R.; Griffin, Lora J. . Icarus. 2010, 205 (1): 198–210. Bibcode:2010Icar..205..198Z. doi:10.1016/j.icarus.2009.04.003.
- Bridges, Nathan T.; Muhs, Daniel R. . . 2012: 169–182. ISBN 978-1-56576-312-8. doi:10.2110/pec.12.102.0169.
- http://www.uahirise.org/ESP_039563_1730
- Scott, David H.; Tanaka, Kenneth L. . Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1982, 87: 1179–1190. Bibcode:1982JGR....87.1179S. doi:10.1029/JB087iB02p01179.
- Malin, M. C.; Carr, M. H.; Danielson, G. E.; Davies, M. E.; Hartmann, W. K.; Ingersoll, A. P.; James, P. B.; Masursky, H.; McEwen, A. S.; Soderblom, L. A.; Thomas, P.; Veverka, J.; Caplinger, M. A.; Ravine, M. A.; Soulanille, T. A.; Warr En, J. L. . Science. 1998, 279 (5357): 1681–1685. Bibcode:1998Sci...279.1681M. PMID 9497280. doi:10.1126/science.279.5357.1681.
- Mandt, Kathleen E.; De Silva, Shanaka L.; Zimbelman, James R.; Crown, David A. . Journal of Geophysical Research. 2008, 113 (E12): E12011. Bibcode:2008JGRE..11312011M. doi:10.1029/2008JE003076.
- http://themis.asu.edu/zoom-20020416a