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新研究为火星峡谷中的可能水添加线索

更新时间:2018-05-15

白色箭头表示这个场景中的位置,在火星的Valles Marineris的Coprates Montes地区已经发现了许多季节性黑色条纹,称为“反复出现的斜坡线条”

em一项新发表的研究揭示了季节性暗条纹中可能的水的线索在火星上。 / em

该研究调查了火星赤道附近Valles Marineris地区数以千计的这些暖季特征。一些显示季节性流量的站点是峡谷脊和孤立的山峰,地面形状使得难以解释由于地下水直接到达地表而产生的条纹。考虑到赤道峡谷温暖的气候,浅层地面冰层作为季节性融化的来源是极不可能的。

用盐从大气中吸取的水,或者没有流动的水的机制仍然是这些地方特征的可能解释。

来自轨道的重复观测

什么是RSL?

这些特征被称为经常性斜坡线条或RSL,这些特征被选择来描述它们而不意味着它们是如何形成的。自2011年发现以来,火星RSL已经成为行星探索中最热门的话题之一,它是现代火星表面上任何液态水的最有力证据,即使是短暂的。它们表现为在温暖季节延伸到下坡的黑线,然后在一年中较冷的部分逐渐消失,然后在下一年重复进展。去年在RSL的一些地点,包括Valles Marineris,已证实含水盐形式的水。

今天公布的研究成果展示了来自太阳系中最大的峡谷系统Valles Marineris中部和东部41个RSL站点的详细观测结果。每个站点被定义为来自美国宇航局火星侦察轨道器上的高分辨率成像科学实验(HiRISE)相机的单个图像的大小:大约3.4英里乘8英里(5.4乘12公里)。每个网站的个体线条数(流量)从几个到多于1,000个不等。

RSL的密集种群

亚利桑那大学图尔森月球与行星实验室的Matthew Chojnacki和“地球物理研究:行星杂志”今天报告的主要作者说:“有太多这样的事情,很难追踪。 “这些峡谷中反复出现的斜坡线条比以前认识的要广泛得多。据我们所知,这是这个星球上人口最稠密的群体,所以如果它们确实与当代的含水活动有关,那么这个峡谷系统就会成为一个更有趣的区域,而不仅仅来自于壮观的地质学。“

由于所有已知的生命都依赖于液态水,火星表面或附近的液态水的可能性对于研究火星上是否存在生命存在重大影响。地表附近的液体或冷冻水可能成为火星上人类的重要资源。新火山口的影响和其他数据显示,火星中高纬度许多地方的水冰靠近地表。如果RSL是水的指标,它们将可能的进水点扩大到低纬度地区。

如果水参与形成RSL,那么这种机制是什么?寻找答案,Chojnacki和五位合作者审查了峡谷和RSL地点的地质背景,并计算了如果条纹是由于液态水通过薄层表面渗入而使地面变暗而需要存在多少水。新研究增加的因素是RSL不仅使表面变暗,而且还与物质移动下坡相关。这项新的研究文件记录了一些RSL站点的塌陷和其他三维变化,季节性发生与条纹一致。

许多以前确定RSL的地点位于冲击坑的内壁上。在这种类型的地点,一个可以想象的解释是,广泛的地下水层在很久以前就被形成陨石坑的冲击击穿了,并且仍然是温暖的季节。在这项新研究中,没有一个这样的地下层适合RSL的几个地点的山脊或山峰形状

Salt Connection

先前为RSL提出的另一种可能的机制是,某些类型的盐如此强烈地将水蒸气从火星大气中排出,使液态盐水在地表形成。这项新研究加强了RSL与盐类之间的联系。有些地方在黑暗季节附近有明亮而持久的条纹。盐水蒸发后留下的盐可能会产生明亮的条纹

Chojnacki说:“从大气中抽水的机制也存在问题。如果渗出的水使RSL变暗,每年需要在Valles Marineris研究部分形成条纹的液态水量将总计约10至40个奥林匹克规格的游泳池(约3万至10万立方米),研究人员估计。整个Valles Marineris地区以上大气中的水蒸气量大于此数量,但研究人员尚未确定一种足够有效的方法从大气中提取水以将其吸收到地表上。

“峡谷中的气氛和表面相互作用的方式似乎比空白的地形更多,例如峡谷中的云彩和峡谷中的低霭。”他说。 “也许这个地区的大气 - 地表相互作用与复发斜坡线条高丰度有关。我们不能排除这一点,但建立这种联系的机制远非明确。“

具有非常有限的流水的RSL形成机构也是可能的。根据地球居民的经验,很容易看到与渗水相似的湿地,但火星是外国的,即使它看起来很熟悉。无水过程确实会在火星上产生其他流动特征。 RSL的形成机制可能是完全干燥的,或者可能是一种混合“潮湿”模式,比流水机制提出的要少得多。

三维变化

此地图上的蓝色圆点表示部分火星上的Valles Marineris峡谷网络反复出现斜坡线条(RSL)。 RSL是季节性黑色条纹,可能是液态水的指标。这里的地图是火星上已知RSL的密度最高的

RSL的其他研究,包括在地球上模拟它们的实验室实验正在进行中。今天发布的报告提供了这个临时结论:“总体而言,结果为今天在火星上发现大量近地表水提供了额外的支持,并表明可能与大气相关的广泛机制正在为RSL源充电“。

出版物:Matthew Chojnacki等,“Melas和Coprates Chasmata,火星中反复出现的斜坡线条的地质背景”,“地球物理研究期刊:行星”,2016年; DOI:10.1002 / 2015JE004991

来源:喷气推进实验室的Guy Webster

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