巨大海啸冲刷远古火星

摘要

大约34亿年前,几块巨大的陨石狠狠撞击了覆盖火星北半球寒冷的海洋。科学家们认为,这几次撞击造成的巨大的海浪淹没了海岸。以行星灾难尺度而言,这几次海啸使得地球上的大部分海啸显得微不足道了。“想像一下一堵高120米的巨大红色波浪朝你扑来。”位于美国亚利桑那州图森的行星科学研究所(PSI)的火星研究人员Alexis Rodriguez说,“那是多么壮观。”

题图

陨石撞击在现在已经消失的海洋中触发了巨大的海浪

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Alexis Rodriguez,从远古时代火星海岸线(上图)可见,可能发生过两次独立的海啸冲刷海岸事件,留下了岩石和碎片堆积的痕迹(下图棕色部分)。

大约34亿年前,几块巨大的陨石狠狠撞击了覆盖火星北半球寒冷的海洋。科学家们认为,这几次撞击造成的巨大的海浪淹没了海岸。

以行星灾难尺度而言,这几次海啸使得地球上的大部分海啸显得微不足道了。“想像一下一堵高120米的巨大红色波浪朝你扑来。”位于美国亚利桑那州图森的行星科学研究所(PSI)的火星研究人员Alexis Rodriguez说,“那是多么壮观。”

Rodriguez和他的同事们绘制了两次这样的海啸所留下的痕迹的地图。他们在《Scientific Reports》上发表了他们的发现。

如果这一观点能够在更详细的审查后依然站得住脚的话,那么这或许能够解决一个长期悬而未决的问题:火星是否有过一个古老的北方海洋。作为火星海洋曾经存在的证据,一些科学家指向他们称为海岸线残留的地方,就像把洗澡盆的水排掉后澡盆里会留下一圈痕迹那样。但这条宣称的火星海岸线并非在所有应该看到它的地方出现。

每隔300万年就会出现一次的超级海啸可能会冲刷掉海岸线,Rodriguez说。

海浪的作用

以前就有科学家认为火星上存在海啸。2010年的一项研究计算表明,高能量的波浪会在被认为是火星海岸的地方留下印迹。2014年的一篇论文模拟了达到这种效果的海浪的速度和高度——海浪从激发处向前的速度可达每秒20米,到达海岸时的高度可达120米。

Rodriguez在2011年访问了被因9级地震引发的海啸而破坏的日本东海岸后开始思考火星海啸的问题。他的团队逐渐发展到包括几位顶级火星地理专家。

研究团队关注于火星上被称为阿拉伯高地(Arabia Terra)的区域,这一高地在克里斯平原(Chryse Planitia)上拔地而起,或许古代火星海洋的海水拍打过这一地区的海岸。

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Alexis Rodriguez,这一长达250公里的黑色突出部或许就是海啸留下的痕迹,当时火星气候很冷,足以把冲上岸的水冷冻成富含冰的泥淖,形成这一景观。

首先,较为古老的底层似乎表明有一个巨大的海浪冲上高地的边界,冲下许多直径达10米的大鹅卵石。然后海水又退回海洋,在新形成的沉积物上留下一道刻痕。

然后,几百万年过去了。随着温度下降,冰川向陆地内部蔓延,冲刷出很多深谷。最后,第二个冲击导致的海啸再一次冲向海岸,“但这一次情况不同了。” Rodriguez说。

因为气候变得更冷了,这次的海啸像一块冰泥那样在岸上的行进。在它能退回海洋之前就已经被冻住了,在陆地上留下了由结冻碎块组成的突出部。

这一新的研究和早先认为火星地貌形成的一些观点是相兼容的,NASA喷气推进实验室的行星科学家Timothy Parker说,北方火星海洋就是由他最先提出的。他在先前的工作中描绘了逆流通道是由于巨大的海浪冲上海滩后再退回海洋而形成的。“虽然在阐释中我没有特别提到海啸,但我所暗示的海浪的尺度是和海啸相符合的。”他说。

冰封

看上去像冰一样的突出部特别令人兴奋,东京大学综合研究博物馆的行星科学家James Dohm说。尽管火星海洋最终冻死了,但海啸所造成的沉积在30亿年的时间里没有受到风和其他形式的侵蚀,而完好无损地保留了下来。(Dohm补充说他要是能目击火星海啸该有多好啊,最好是从火星山脊上看到,并且不穿会阻挡视线的宇航员头盔。)

Rodriguez现在正在火星其他地方寻找海啸的证据,同时他也在找地球上的海啸来帮助他更好地理解火星海啸。一个值得关注的区域是靠近海岸线的一群小火山口所组成的地形,那里有可能会被海啸所淹没,当海啸退去后,海水会被火山口截留下来达几百万年之久。这样的孤立的储存水的地方有可能是火星生命进化的场所(如果有火星生命的话),Rodriguez说。

他希望今年夏天能够去西藏研究寒冷高山湖,以使得他能够一窥那些远古火星火山口。

作者:Alexandra Witze

翻译:无穷的探索

原文链接:

http://www.nature.com/news/giant-tsunamis-washed-over-ancient-mars-1.19916?WT.mc_id=TWT_NatureNews

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