火星上隐藏着大量灼热的岩石，我们的研究表明火星并没有死.
火星上隐藏着大量灼热的岩石——“我们发现火星并没有死。”
从火星轨道勘测器上看到的“刻耳柏洛斯堑沟群”（Cerberus Fossae）。
（图片来源：NASA/JPL加州理工学院/亚利桑那大学）
科学家发现，一片与美国国土差不多宽的灼热岩石从火星核附近升了起来，这或许是近期火星上火山活动和地震发生的原因。
火星上的大多数火山活动发生在火星历史的前15亿年，并且留下了许多高耸的“纪念碑”，比如太阳系最高的山峰奥林匹斯山。然而，科学家们认为火星自那以后基本上就冷却了，在过去30亿年左右的时间里基本上已经死亡了。但近年来，科学家们竟然看到了地质活动的迹象。在埃律西昂平原（Elysium Planitia）地区，科学家们发现了一个灼热、浮动的蘑菇形岩石柱，这个发现或可解释最近发生的地质活动。
该研究的主要作者、美国亚利桑那大学（the University of Arizona）图森分校的行星科学家阿德里安·布罗奎特（Adrien Broquet）告诉Space网站，“我们的研究表明火星并没有死”。
2021的一项研究发现，在过去53000年左右的时间里火星存在火山爆发的痕迹，火星可能仍处于火山运动状态。根据火星轨道卫星的数据显示，火星上新发现了一片表面光滑、颜色较深的火山沉积物，其覆盖面积略大于美国华盛顿州。这片沉积物在一条名为“刻耳柏洛斯堑沟群”（Cerberus Fossae）的裂缝带周围，该裂缝带有800英里宽（1300公里），是一条年轻裂缝带。这一地区位于火星赤道附近的北部凹地，也就是埃律西昂平原（Elysium Planitia），是一片相对没有突出特点的平原。
此外，美国国家航空航天局的“洞察”号火星无人着陆探测器（InSight）已经在这颗红色星球上探测到数百次地震，其中大部分较大的地震都来自刻耳柏洛斯堑沟群周围。总的来说，探测器的发现表明火星的地震活动水平介于月球和地球之间。
在这项新的研究中，科学家根据埃律西昂平原的地质、地形和重力数据开发了地质模型。他们发现的证据表明，这片区域都位于一个地幔柱之上，这个地幔柱是从火星深处升起的炽热岩石柱，像喷灯一样炙烤着上面的覆盖物质。布罗奎特说，这股地幔柱形成于地表以下约930英里（1500公里）处，位于火星核心和地幔层之间的交界处，地幔层则是位于火星核心与地壳之间。
布罗奎特说：“我们发现的这个巨大的片状物宽度相当于美国陆地的宽度，大约2500英里（4000公里），对于火星这样一个比地球还小的行星来说，这个面积显得更为巨大。”
虽然这是科学家在火星上发现的第一个地幔柱，但地质学家们早就在地球上发现有地幔柱。例如，夏威夷岛链是太平洋构造板块在地幔柱上缓慢漂移形成的。
地幔柱中的物质与周围的岩石相比具有浮力。布罗奎特说：“它更轻，所以它会向上漂浮，类似于你见过的熔岩灯，加热时灯中的油性物质会上浮。”
研究人员认为，这个新探测到的火星地幔柱其中心正好位于刻耳柏洛斯堑沟群的下方。他们估计，这片漂浮地比周围温度大约高95至285摄氏度（170至520华氏度）。
研究人员发现，这个地幔柱将火星地壳推高了1。6公里，将炽热的岩浆带到了这颗红色星球的表面，并引发了探测器探测到的火星地震。
“这个地区不仅有这种新的火山活动，而且这种火山活动只是最近重新恢复活跃活动一部分”，布罗奎特说，“从大约1亿年前算起，这一地区之前的最后一次主要活动发生在近30亿年前。所以，同样，一定是发生了什么事情导致了这次火山喷发，也就是说我们发现的这个地幔柱。”
布罗奎特表示，他怀疑埃律西昂平原是火星上唯一一个地幔柱活跃的区域，尽管在塔尔西斯（Tharsis）之下也有可能隐藏着第二个地幔柱。塔尔西斯是火星西半球赤道附近的一个4800公里（3000英里）宽的区域，那里拥有着太阳系最大的火山，科学家们在那里发现了最近发生的和正在进行的火山活动。
然而，除了地幔柱之外，塔尔西斯火山活动可能还有其他解释。例如，那里的地壳很厚，因此可能有热量产生，这会使有那里的岩石熔化。相比之下，“在埃律西昂平原地区，我们发现了这片浮升物，并且知道这里的地壳明显较薄，因此我们不得不转向另一种可能，也就是地幔柱，来解释这里的火山活动，”他说。
刻耳柏洛斯堑沟群、美国与火星的大小对比。（图片来源：NASA/JPL Caltech）
活跃的世界
以上研究结果或表明，火星是目前内太阳系中除地球和金星之外有活跃地幔柱的第三个行星。
布罗奎特说：“我们过去认为，“洞察”号探测器的着陆点是火星上最没有地质特点的地区之一，因为这是一个很平坦的区域，可以说就在这个行星表面的低洼处。”“然而，我们的研究表明，这个着陆点正好降落在一个活跃地幔柱的头部上方。”
研究人员表示，这一新发现也可能对火星生命的探索产生影响。他们在这个地幔柱地区也发现了火星表面流动液态水的最新证据。由于地球上几乎所有有水的地方都有生命，科学家们通常将寻找外星生命的重点放在有水的地方。
布罗奎特说：“人们认为火星地下仍存在水冰物质，因此，如果这个热柱仍在提供热量（我们认为是这样），液态水袋或含水层可能存在于爱丽舍姆平原（Elysium Planitia）地区地壳的岩浆室旁边。”“在地球上，微生物会在这样的环境中大量繁殖。因此，我想说，这个地幔柱对当今火星生物存在的可能性有一定影响。下一步我们可能会去估算这些含水层是否存在以及它们可能在哪里。”
目前尚不清楚在这个冷却的火星上这个新的地幔柱是如何形成的。
布罗奎特说：“一个新的地幔柱通常需要数亿年才能从地幔核心附近上升到地表。”“从我们在地球上的经验来看，这种地幔柱一旦到达地表，会在数千万到数亿年内保持活跃。从地质学角度观察，这个地幔柱在最近形成并到达地壳底部，这是令人惊讶的。它并不是火星历史上遗留下来的古老地幔柱。”
布罗奎特指出，科学家曾经也认为月球在地质学角度上已经死亡。他说：“因为它的体积小，它的冷却速度会比地球快。”“然而，“阿波罗”时代记录的地震数据表明月球的核心是熔融的，这是一个巨大的惊喜。月球并没有寒冷和死亡，它内部仍然有一些热量。”
布罗奎特说，“月球上的发现可以作为我们理解火星如何演化的一个范式转变。”“目前的火星热演化模型无法预测如此巨大的地幔柱。在未来的研究中，我们将需要采用新的演变机理和新的地质历史，来为这个本不该出现的巨大地幔柱寻找解释。”
总之，“在一颗行星的内部，显然有着很多我们无法解释的基础物理学存在”，布罗奎特说，“就像我们认为月亮已经死了一样。”
BY:Charles Q。Choi
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选文：天文志愿文章组-
翻译：天文志愿文章组-乐多
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排版：天文志愿文章组-零度星系
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://www.space.com/mars-recent-volcanism-earthquakes-from-mantle-plume
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本文由天文志愿文章组-乐多翻译自文章作者Charles Q. Choi的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除.
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