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 | |
坐标 | 3.2°S 163.0°W |
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长度 | 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]。
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位于梅杜莎槽沟层的特征:
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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]。
参考文献
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