火星表面可能由近代板块构造形成

火星火山奥林匹斯山北部和西部的一些地貌可能是近期板块构造活动的证据。

火星奥林匹斯山火山以北的地貌可能是近期构造活动的证据。左图：未解释的图片，来自美国国家航空航天局的火星奥德赛飞船。右图：解读图像。

新的研究表明，巨大的火星火山奥林匹斯山附近的一块土地可能有证据表明，这颗红色星球最近发生了板块构造活动。

根据这项研究，奥林匹斯山北部和西部褶皱的山前地带上的许多山脊和陡崖很可能是构造逆冲的迹象。这种活动可能是最近的——在过去25万年左右的时间里。

如果这项研究的结论得到证实，它们将推翻传统观点，即板块构造力不太可能在塑造火星表面方面发挥重要作用，尤其是在最近。

“人们不希望火星上出现板块构造，”加州大学洛杉矶分校的研究作者安音说，他于12月在旧金山举行的美国地球物理联合会2010年秋季会议上介绍了自己的发现。“但我认为这是有充分证据的。”

一个不断变化的表面

亿万年来，地球表面一直是由巨大的地壳板块形成的，这些板块相互撕裂、粉碎并俯冲。

奥林匹斯山脉以西的一片土地，其地貌可能是最近构造活动的证据（解释图像）。

这些板块在一层称为地幔的部分熔融岩石上滑动。地球内部的温度足以使地幔岩石保持柔软、相对塑性的状态，部分原因是我们的星球相对较大。行星质量越大，内部就越热。

火星比地球小得多，大约有地球的一半宽，质量只有地球的11%。因此，许多科学家认为这颗红色星球太小，内部太冷，不适合进行板块构造过程。

但是

尹认为，他已经找到了确凿的证据，证明板块构造雕刻了我们现在在火星上看到的许多地貌，并且今天可能仍在塑造火星。

如果这是真的，火星将是比科学家们想象的更好的外星生命候选者。板块构造可以帮助补充培育生命所需的营养，例如，将碳和其他物质从火星内部带到表面。

火山侧面的断层

尹分析了美国国家航空航天局两艘航天器上的仪器拍摄的一组图像：火星奥德赛号和火星勘测轨道飞行器。图片

显示了奥林匹斯山以北和以西的许多区域，尹说这些区域以前没有被详细检查过。

尹说，许多图像显示了陡崖、褶皱和阶地，这些在地球上是构造活动的经典迹象。因此，尹倾向于地壳板块的逆冲，而不是其他科学家提供的其他解释，比如滑坡。

尹说，其中一些照片描绘了弯曲的排水特征，这为板块构造提供了进一步的证据。

火星上三座大型塔尔西斯-蒙特斯火山位于一条直线上。左上角是已知的太阳系中最大的火山奥林匹斯山。

尹在接受《太空网》采访时表示：“没有排水系统就喜欢长路流。”“这是活动构造的经典表现。”

尹认为，火星板块可能在过去25万年内一直在移动和研磨，甚至可能在今天。

“这实际上取决于侵蚀速度，”尹说。“但所有这些特征，如果你在地球上看到它们，你就会说它们是活跃的。”

证据越来越多

尹承认，他的观点不属于主流科学观点。他可能会给火星地质学带来与大多数科学家不同的视角，因为他职业生涯的大部分时间都在研究地球上的地貌和过程。

他说：“我在外面很远。”“我是这个领域的新手，但我在地球地质学方面已经工作了30年。”

奥林匹斯山脉西北侧的地貌并不是火星构造活动的唯一论据。其他研究人员指出，这颗红色星球有几个长而相对直的火山链，其中包括三座火山，它们构成了奥林匹斯山附近的塔尔西斯山脉。

尹说，这些特征很难解释，但板块构造可以起作用。火山链可能是由地幔“热点”上的地壳板块运动形成的，就像夏威夷群岛被认为是在地球上形成的一样。

尹说，另一个证据是火星的水手谷，这是太阳系中已知的最大的峡谷复合体。水手谷长2800英里（4506公里），深7英里（11.2公里），使地球大峡谷相形见绌。其他研究人员认为，峡谷系统很可能是一种构造特征，尹同意这一评估。

几年前，美国国家航空航天局的火星全球勘测者飞船在火星表面探测到了条纹状的磁场。一种可能的解释是古代的构造活动：当熔融岩石从火星地幔上升到地表时，它冷却并被磁化，方向是地球不断变化的磁场。后来，这个新表面被更多上升的物质分裂，这些物质呈现出不同的磁取向，形成了不同的带。

这些条纹图案是在地球上发现的，在那里它们被解释为强磁场和板块构造的迹象。

虽然这些都不能证明火星有活跃的板块构造——或者曾经有过——但尹认为所有的证据加在一起都是令人信服的。

尹说：“火星社区内部的人都很抗拒。”“但许多其他人对这些发现感到非常兴奋。”