火星持續1000萬年的暖周期造成了今天的奇特地貌

　　2016-12-07 20:12:18　來源: 網易科技報道

　　

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　　火星上大峽谷和山谷形成的原因，可能是火星經歷了一個持續時間長達1000萬年的暖周期，這個時期內覆蓋火星表面的冰川被融化了。

　　這個理論可以解釋火星存在水侵蝕特徵的奧秘，它們形成於大約38億年前，許多人認為當時火星已被凍結。

　　研究人員認為，火星厚厚大氣層中積聚的溫室氣體，可能引發了劇烈的氣候周期性變化，從而允許液態水出現，然後這些液態水在另一個冰河時代重新被凍結。

　　以前的研究表明，火星氣候變暖是由小行星撞擊引起的，產生蒸汽環境進而導致降雨的出現。

　　但是，小行星撞擊形成的暖周期持續時間很短，無法產生足夠的水。

　　相反，研究人員稱，較長時期的暖周期可能是火星存在水侵蝕特徵的原因。

　　

　　圖註：研究人員稱，火星表面的的蓋爾隕石坑(Gale Crater)曾經充滿了液態水，時間持續1萬年到1千萬年之間。火星大氣層中溫室氣體的積累可能引發了劇烈的氣候變化周期，使液態水得以出現，然後這些液態水又被冷凍

　　美國賓夕法尼亞州立大學天體物理與天體生物學研究生娜塔莎?巴塔利亞(Natasha Batalha)表示：「根據氣候變化周期假說，火星會有幾個長期的暖周期，從而有足夠的時間形成火星上所有的山谷網路。

　　研究人員認為，火星上幾個山谷的寬度與美國大峽谷相似。美國大峽谷被認為是由科羅拉多河在1600萬年的時間裡侵蝕形成的，因為這條河會隨季節性雪融化而發生膨脹。

　　他們建立的氣候模型顯示，由溫室氣體引發的暖周期可持續1000萬年。

　　當溫室氣體因火山噴發而釋放出來、岩漿冷卻而排放出來或從地殼裡滲透出來，這些氣體會慢慢地開始積聚。

　　賓夕法尼亞州立大學地球科學系埃文·普(Evan Pugh)教授和詹姆士·卡斯廷(James Kasting)是該研究論文的合著者，他們表示：「我們認為火星的暖周期必須持續數百萬年乃至數千萬年，而小行星撞擊假說只能使火星的暖周期維持數千年的時間。」

　　

　　圖註：火星上大峽谷和山谷形成的原因，可能是火星經歷了一個持續時間長達1000萬年的暖周期，這個時期內覆蓋火星表面的冰川被融化了

　　他們指出：「至於水的方面，火星形成現在的地貌需要數百萬米的降雨量，根據小行星撞擊理論，降雨量只有幾百米。」

　　雖然降雨能自然地從大氣層中去除一些溫室氣體，並通過化學風化過程將碳存儲在土壤中，但是早期火星上的低溫意味著降雨量很少，該過程不能持續下去。

　　巴塔利亞稱：「火星所處的位置很危險，是宇宙中可居住區的外緣。」

　　他說：「由於火星接受的太陽輻射通量較少，所以初期處於冰川狀態。當火星上火山爆發釋放溫室氣體時，因為氣候較冷，返回火星表面、在土壤中沉積的碳會少於火山爆發釋放出的碳相同。火星的大氣層中溫室氣體開始積聚，因此火星會慢慢開始升溫。』』

　　隨著火星氣候變暖，土壤的化學風化過程最終將加速，其將碳存儲在土壤的速度，將比火山爆發時向大氣層釋放溫室氣體的速度更快。

　　這將導致火星開始變冷，以及另一個冰河時代的到來。

　　現在，研究人員需要做的是必須確定火星是否可以產生足夠的二氧化碳和氫氣，以實現這樣的氣候變化過程。

　　卡斯廷表示：「如果早期的火星存在像今天地球一樣的板塊構造，我們的氣候變化周期理論會得到很好的支撐。但這裡存在一個很大的爭論，很多人不認為火星存在過板塊構造。」

　　火星大氣層中過量的二氧化碳會導致酸雨，這反過來會溶解火星表面的碳酸鹽岩，使碳酸鹽滲透至更深處並沉積下來。

　　巴塔利亞表示：「所以如果下一次火星任務中，探測器能夠更深入地挖掘，可能會發現這些不同的碳酸鹽。

　　他說：這將是二氧化碳曾在火星存在的確鑿證據。」