不列颠哥伦比亚大学一项新的研究表明,大量伤痕累累的火星表面的山谷网络是由融化在冰川下的水雕刻而成的,而不是像先前认为的自由流动的河流所雕刻的。这些发现有效地将冷水抛向了占主导地位的"温暖潮湿的古代火星"假说,该假说假定河流、降雨和海洋曾经存在于这颗红色星球上。
根据不列颠哥伦比亚大学发表在《自然地球科学》杂志上的一份新研究,大量伤痕累累火星表面的山谷网络是由融化在冰川下的水雕刻而成的,而不是像先前认为的自由流动的河流所雕刻的。这些发现有效地将冷水抛向了占主导地位的"温暖潮湿的古代火星"假说,该假说假定河流、降雨和海洋曾经存在于这颗红色星球上。
为了得出这个结论,主要作者安娜·格劳·加洛弗尔,前地球、海洋和大气科学系的博士生,开发并应用新技术来研究数千个火星山谷。她和她的合著者还把火星山谷与加拿大北极群岛的冰下通道比较,并发现了惊人的相似之处。
"过去40年来,自从火星的山谷首次被发现以来,人们假设河流曾经流过火星,侵蚀和起源所有这些山谷,"Grau Galofre说。"但是火星上有数百个山谷,它们看起来非常不同。如果你从卫星上看地球,你会看到很多山谷:有些是河流制造的,有些是由冰川制造的,有些是由其他过程制造的,每种类型都有独特的形状。火星是相似的,在山谷看起来非常不同,表明许多过程正在发挥作用,以雕刻他们。
加拿大北极德文郡的许多火星山谷和冰下通道之间的相似性促使作者进行比较研究。"德文岛是火星上最好的类似物之一——它是一个寒冷、干燥、极地的沙漠,冰川主要是冷的,"共同作者、西方大学地球科学系和地球与空间探索研究所教授戈登·奥辛斯基说。
研究人员总共分析了1万多个火星山谷,使用一种新的算法来推断它们潜在的侵蚀过程。"这些结果首次证明了火星古代冰盖下引水化融化水排水导致的大面积冰下侵蚀,"联合作者、UBC地球、海洋和大气科学系教授马克·杰利尼克(Mark Jellinek)说。"研究结果表明,只有一小部分山谷网络与地表水侵蚀的典型模式相匹配,这与传统观点形成鲜明对比。坦率地说,利用火星表面的地貌,以统计学上有意义的方式严格重建火星的性质和演化,是革命性的。
格劳·加洛夫雷的理论也有助于解释38亿年前在一颗比地球离太阳更远的星球上,在太阳不那么强烈的时期,这些山谷是如何形成的。"气候模型预测火星的古老气候在山谷网络形成期间要凉爽得多,"目前是亚利桑那州立大学SESE探索博士后研究员的格劳·加洛弗尔说。"我们试图把所有东西放在一起,提出一个尚未真正考虑的假设:在冰盖下形成通道和山谷网络,作为排水系统的一部分,当底部积水时,这些排水系统自然形成。
这些环境也将为火星上可能的古代生命提供更好的生存条件。一片冰将能增加底层水的保护和稳定性,并在没有磁场的情况下提供太阳辐射的防护——火星曾经拥有过这种环境,但数十亿年前就消失了。
虽然格劳·加洛夫尔的研究集中在火星,但她为这项工作开发的分析工具可以应用于揭示更多关于我们星球早期历史。杰利尼克说,他打算利用这些新算法来分析和探索地球早期历史中留下的侵蚀特征。
Jellinek说:"目前,我们可以严格重建地球上大约100万到500万年前的全球冰川历史。"安娜的工作将使我们能够探索冰盖的前进和退却,至少回到3500万年前——南极洲的开端,或更早——早在我们最古老的冰芯时代之前。这些都是非常优雅的分析工具。