火星表面溝壑形成原因_天文地理知識科普
火星跟地球一樣都是圍繞這太陽轉(zhuǎn)的，那你知道火星的表面有溝壑嗎?那你知道那些溝壑是怎么形成的嗎?
火星表面溝壑
在美國宇航局的火星勘測軌道器(MRO)拍攝的圖像中，火星表面呈現(xiàn)出一種粉色、紫色、藍色和綠色的色彩組合。這些不同的顏色所代表的是該地區(qū)不同的地表化學物質(zhì)成分，可以看到這些地區(qū)也存在很多脈絡(luò)一般分布的溝壑。
主流科學界認為火星地表的這些溝壑成因與地球上的同類溝壑成因是一致的，一般都與液態(tài)水的沖刷過程有關(guān)。然而根據(jù)美國宇航局日前發(fā)表的聲明，這項新的成分地圖獲得的證據(jù)卻顯示，在這一擁有超過100條溝壑的地區(qū)，并不存在明顯的“與液態(tài)水或其副產(chǎn)品”相關(guān)聯(lián)的線索或證據(jù)。
在涉及火星地表溝壑的成因方面，科學家們有幾種可能的理論?；谶@些理論，科學家們將能夠了解與較近地質(zhì)歷史時期內(nèi)火星地質(zhì)歷史相關(guān)的一些信息。首先，這些溝壑在火星表面屬于常見而廣泛分布的類型，大部分分布在火星南北緯30~50度之間的緯度范圍內(nèi)，并且常常出現(xiàn)在面朝兩極的斜坡上。
在美國宇航局此次公布的這份聲明中，這項研究的第一作者，美國約翰·霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室(APL)的喬治·努涅茲(Jorge Nú?ez)指出，先前由MRO探測器搭載的強大的高清相機“高分辨率成像科學實驗”(HiRISE)拍攝的圖像上已經(jīng)證實這些溝壑地貌存在的季節(jié)性變化。
地物所表現(xiàn)出的季節(jié)性變化，不管其具體成因究竟是什么，我們至少可以判斷它與溫度的高低變化之間存在著某種關(guān)聯(lián)性——比如水的融化和凝固。一個典型案例就是此前在火星上發(fā)現(xiàn)的“季節(jié)性斜坡紋線”(RSL)，很有可能就與火星淺地表下的高鹽度液態(tài)水體的季節(jié)性融化有關(guān)。
在此之前，大部分研究人員認為火星上的溝壑成因與這些“季節(jié)性斜坡紋線”的成因是一致 的，然而努涅茲卻對此持有不同看法。他指出，“高分辨率成像科學實驗”相機拍攝到的一些溝壑地貌呈現(xiàn)出的季節(jié)性變化，其背后主要起作用的機制其實是二氧化 碳霜凍的凝結(jié)和升華。事實上，對于火星上溝壑成因可能與液態(tài)水活動并無關(guān)聯(lián)的證據(jù)在近年來正越來越多地被研究人員提出來，比如在2014年的一篇論文，以及另一篇更早的，發(fā)表于2010年的一篇論文。
為了弄清真相，科學家們必須對這些溝壑內(nèi)沉積的礦物成分進行識別和分析。
努涅茲表示：“在地球和火星上，我們知道都有層狀硅酸鹽的存在，或者你也可以通俗地稱之為粘土，除此之外還有其他一些被認為與液態(tài)水有關(guān)聯(lián)的含水礦物?！?/p>
由于不同的化學元素對光子的吸收效應(yīng)存在差異，因此有可能通過一種被稱為“光譜儀”的設(shè)備對地面上的化學成分進行遠程識別。于是，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向火星勘測軌道器(MRO)上搭載的另外一臺科學載荷——“緊湊型勘測成像光譜儀”(CRISM)。與HiRISE主要獲取可見光波段圖像不同，CRISM能夠獲得火星地面的光譜數(shù)據(jù)，從而反演火星地表元素成分分布，進而了解火星地表溝壑內(nèi)部及其附近地區(qū)的礦物組成情況。
努涅茲說：“在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，在大部分的溝壑內(nèi)部都沒有觀察到粘土或者其他含水礦物 的存在。”他指出，在少量的確被觀察到存在粘土的區(qū)域，那里的粘土礦物也基本都存在于那些非常古老的，由于溝壑的出現(xiàn)而裸露在外的地層之中，而非存在于可 能和流水有關(guān)的溝壑底部。他說：“這些溝壑是在火星地表上被‘切割’出來的，這種切割將數(shù)十億年前存在于火星地表上粘土礦物暴露了出來。當時，火星上曾經(jīng) 有更為穩(wěn)定的液態(tài)水存在。”
拓展
1962年11月 火星1號探測器 前蘇聯(lián) 在飛離地球1億公里時與地面失去聯(lián)系，從此下落不明，它被看作是火星探測的開端。
1965年7月 水手4號 美國 飛近火星，從距火星1萬公里處拍攝21幅照片，發(fā)現(xiàn)火星上存在大量環(huán)形山，大氣密度只有地球的1%。
1965年 探測器2號 前蘇聯(lián) 與地球失去聯(lián)系，其探測情況沒有公布
1969年 “水手5號”和“水手6號” 美國 再次掠過火星。它們拍攝的200多幅照片表明，火星表面溫度比預(yù)想的更低，大氣中二氧化碳含量高達95%，水蒸氣幾乎難以尋覓。美國“水手7號”也發(fā)回126張照片。
1971年 “火星2號” 前蘇聯(lián) 投下的探測儀器摔毀在火星表面，“火星3號”由于趕上火星沙暴，著陸艙僅工作了22秒鐘便與地球失去聯(lián)系。
1972年 “水手9號 ”探測器 美國 沿火星外層空間軌道飛行，發(fā)回7329張照片。
1974年 “火星5號” 前蘇聯(lián) 環(huán)繞火星軌道飛行數(shù)天，“火星6號”和“火星7號”探測器在火星著陸。
1975年 “海盜1號”“海盜2號”探測器 美國 它們的著陸器分別在1976年7月和8月在火星成功著陸。
1989年 “福波斯1號”和“福波斯2號 ” 前蘇聯(lián) 在前往火星途中失蹤。
1992年9月 “火星觀察者”號探測器 美國 發(fā)射升空，在1993年8月進入火星大氣層前與地面失去聯(lián)系。
1996年 “火星—96”航天器 俄羅斯 發(fā)射失敗。
1996年11月 “火星環(huán)球觀測者”探測器 美國 發(fā)射升空，并于1997年進入環(huán)火星軌道。
1996年12月 “火星探路者”號探測器 美國 攜帶“旅居者”號火星車，發(fā)射升空，1997年7月4日在火星阿瑞斯平原著陸。
1998年7月 “希望”號火星探測器 日本 預(yù)定于1999年10月抵達火星，但上天后厄運不斷，2003年12月日本航天機構(gòu)宣布這次火星探測使命終告失敗。
1998年12月 “火星氣候探測者” 美國 發(fā)射升空，但1999年9月在進入火星大氣層時被燒毀。 1999年1月，美國發(fā)射“火星極地著陸者”探測器，它在預(yù)定著陸時間過后下落不明。
2001年4月 “奧德賽”火星探測器 美國 2002年，“奧德賽”探測器發(fā)現(xiàn)火星表面和近地表層中可能有豐富的冰凍水，但這一問題仍存在爭議。
2003年6月2日 火星快車”探測器 歐洲航天局 攜帶“獵兔犬2”號的發(fā)射升空。
2003年6月10日 “火星探測流浪者”號探測器 美國 攜帶“勇氣”號火星車的發(fā)射升空。
2003年7月7日 “機遇”號火星車 美國 “勇氣”號的孿生兄弟“機遇”號火星車發(fā)射升空。
2003年12月19日 “獵兔犬2”號登陸器 歐洲航天局 “火星快車”探測器攜帶的“獵兔犬2”號登陸器成功脫離了“火星快車”，并準備在火星表面著陸。但在規(guī)定的著陸時間格林尼治時間25日2點54分(北京時間10點54分)過后，地面控制人員至今一直未能與“獵兔犬2”號取得聯(lián)系。歐洲專家估計，“獵兔犬2”號可能掉進了火星表面的坑道。
2003年12月25日 “火星快車”探測器 啟動了發(fā)動機，脫離了可能與火星相撞的危險軌道，開始在環(huán)火星軌道上正常運行。
2004年1月3日 “勇氣”號火星車 美國 于太平洋時間3日20時35分(北京時間4日12時35分)左右，在火星表面成功著陸，并于20時52分向地球發(fā)回第一個信息。美國宇航局宣布這一登陸計劃取得成功。在“勇氣”號成功著陸幾個小時后，該探測器從著陸區(qū)附近傳回10多張高清晰度圖片，為探測工作取得了良好開端。
2004年1月14日 美國 總統(tǒng)布什在華盛頓提出，爭取最早在2015年讓美國宇航員重返月球的目標，并建議將月球作為未來載人火星探索的“跳板”。
2004年1月15日 “勇氣”號火星車 美國 成功駛下逗留了12天的登陸艙，首次開上火星表面，并在火星上行駛了約1米，拍攝了多張照片，準備開始漫游。
2004年1月22日 “勇氣”號火星車 美國 美國宇航局的科學家說，已連續(xù)30小時與地面失去聯(lián)絡(luò)。對于這一非常嚴重的異常情況，科學家們正在晝夜不停地尋找對策。
2004年1月23日 “勇氣”號火星車 美國 美國宇航局重新與出現(xiàn)故障的“勇氣”號火星車建立了聯(lián)系，收到了“勇氣”號傳回的兩組數(shù)據(jù)。
2004年1月23日 “火星快車”探測器 歐洲航天局 宣布，發(fā)現(xiàn)火星南極存在冰凍水，這些冰凍水部分裸露在火星表面，沒有被由二氧化碳凝固形成的干冰全部覆蓋。這是人類首次直接在火星表面發(fā)現(xiàn)水。
2004年1月24日 “機遇”號火星車 美國 成功降落在預(yù)定著陸地點——火星“梅里迪亞尼平原”。
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