
2005年精神號(hào)的上神山噴全景相機(jī) (Pancam)拍攝到古瑟夫隕石坑(Gusev Crater)中富含橄欖石的巖層露頭。圖片來(lái)源:NASA/JPL/Cornell/ASU

左圖是上神山噴精神號(hào)的顯微照像儀的馬賽克照片,顯示了深色對(duì)角線排列特征帶有火焰狀的巖石形狀,火焰狀可能是自于扁平的浮石碎片,稱為火焰石(fiamme),劇烈
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左圖為假色照片顯示火星Nili Fossae地區(qū)富含橄欖石的巖層與右圖地球上熔接凝灰?guī)r(真彩色)的對(duì)比。右圖裂痕是冷縮節(jié)理,與左圖中的非常相似。圖片來(lái)源:HiRISE/Google Earth
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)臺(tái)北市立天文科學(xué)教育館網(wǎng)站(編譯 施欣嵐):近幾十年來(lái),確認(rèn)火星的形成和演化歷史,一直是火星軌道探測(cè)器和漫游車的任務(wù)目標(biāo)。
亞利桑那州立大學(xué)史帝夫.羅夫(Steve Ruff)的研究團(tuán)隊(duì),分析了幾個(gè)火星任務(wù)的數(shù)據(jù),確認(rèn)古瑟夫隕石坑和耶澤羅隕石坑(Jezero Crater)中,富含橄欖石的巖層,可能是熔接凝灰?guī)r(ignimbrite),熔接凝灰?guī)r一般來(lái)自于巨大的火山爆炸式噴發(fā)所形成。
此推論如果正確的,將有利于了解火星其他富含橄欖石巖層的區(qū)域,這表示火星早期,可能常有火山活動(dòng),此研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《伊卡洛斯》(Icarus)期刊。
羅夫說(shuō):「有很多關(guān)于尼利槽溝(Nili Fossae)地區(qū)(包含耶澤羅隕石坑),大部分區(qū)域富含橄欖石巖層的起源之想法,此討論已經(jīng)持續(xù)了將近20年的時(shí)間。」
富含橄欖石和碳酸鹽的巖層連結(jié)了 16 年前NASA精神號(hào)探索的古瑟夫隕石坑,以及2020年毅力號(hào)探索的尼利槽溝地區(qū)之耶澤羅隕石坑。這兩個(gè)地方的橄欖石是迄今為止在火星上發(fā)現(xiàn)最多的區(qū)域。以前沒(méi)有研究過(guò)此類富含橄欖石巖層的成分和形態(tài)上之相似性,現(xiàn)在看來(lái),它們的形成方式相似。
橄欖石是一種常見(jiàn)的矽酸鹽類礦物,可能來(lái)自火星地函中產(chǎn)生的巖漿(同樣的過(guò)程也發(fā)生在地球上),所以火山作用是火星上富含橄欖石巖層是合理的解釋。先前的理論表示橄欖石可能由地函劇烈噴發(fā)出熔巖流所造成。
羅夫和研究團(tuán)隊(duì)計(jì)畫(huà)檢驗(yàn)一個(gè)主要假設(shè):火山灰從火山煙流(volcanic plumes)慢慢地沉積。但是他們的觀察揭示了一段更加猛烈的歷史。
特別是,羅夫檢視了精神號(hào)顯微照像儀的馬賽克照片,并注意到具有不尋常巖理的巖石。羅夫查閱了線上圖書(shū)館里面的地球巖石照片,發(fā)現(xiàn)一些火山巖的巖理與這些馬賽克照片中的巖理非常相似。
這種巖石稱為熔接凝灰?guī)r,是地球上已知的巨大火山爆發(fā)產(chǎn)生的,當(dāng)火山灰沉積時(shí),溫度還很高,會(huì)熔融焊結(jié)在一起。巖石內(nèi)可能含有火山碎屑物和浮石。熾熱的火山煙流和幾乎熔化的火山灰和浮石在地面上流過(guò)數(shù)十英里,并在短短幾天內(nèi)沉積成數(shù)百英尺厚。熾熱的沉積物會(huì)在數(shù)月或數(shù)年內(nèi)緩慢冷卻,這導(dǎo)致了冷縮節(jié)理(cooling joints)的裂痕。羅夫在火星上富含橄欖石的巖層發(fā)現(xiàn)了明顯相似的裂痕,增加了熔接凝灰?guī)r起源的證據(jù)。
在地球上,熔接凝灰?guī)r在美國(guó)西部的黃石國(guó)家公園等地被發(fā)現(xiàn)。黃石公園大約在210萬(wàn)年前開(kāi)始從巨大的火山爆發(fā)形成,現(xiàn)在火山臼已經(jīng)被填滿。 羅夫說(shuō):「以前沒(méi)有人將火星上富含橄欖石巖層解釋為熔接凝灰?guī)r,這可能是毅力號(hào)在過(guò)去一年中一直在采樣的巖石。」 火星擁有太陽(yáng)系中最高的火山,熔巖流覆蓋了火星的大片區(qū)域,理所當(dāng)然擁有火成巖,但是只有少數(shù)幾個(gè)地方暫時(shí)地被建議含有熔接凝灰?guī)r。 根據(jù)該研究團(tuán)隊(duì)的新發(fā)現(xiàn),有可能在古瑟夫隕石坑和耶澤羅隕石坑中都有熔接凝灰?guī)r。其他富含橄欖石巖層的地點(diǎn)也是熔接凝灰?guī)r候選區(qū)域,而且它們似乎都在火星的早期形成,約在最初的十億年左右。 羅夫說(shuō):「富含橄欖石的巖層對(duì)于地球上大多數(shù)的熔接凝灰?guī)r來(lái)說(shuō)是不尋常的,但在古老的巖層中存有這種成分。現(xiàn)在有了火星上富含橄欖石的熔接凝灰?guī)r之有力證據(jù),也許表明了發(fā)生在行星早期地質(zhì)演化過(guò)程中,富含熔融橄欖石的巖漿,來(lái)自于爆炸式噴發(fā)之火山活動(dòng),這個(gè)論述可能要等到毅力號(hào)收集的巖石樣本,在未來(lái)的火星任務(wù)被送返地球才能得到驗(yàn)證。