科学家发现火星深处存在巨大岩浆系统迹象
##
地震证据表明，尽管火星缺乏板块构造，它可能形成了广阔且长期存在的岩浆系统，这些系统反复重塑了其地壳。
图片来源：Shutterstock
火星可能通过大型岩浆系统形成了异常复杂的地壳，而无需长期以来被认为是必要条件的板块构造。
火星没有活动的构造板块，但在其地表深处可能存在某种广阔、相互连接的岩浆系统的证据，这类系统曾被认为需要构造板块才能形成。
牛津大学的研究人员发现了迹象，表明熔融岩石曾通过火星地壳进行演化和自我循环，形成了与地球地质过程有着惊人相似之处的复杂地质结构。
该研究结果发表在《自然天文学》杂志上。
火星被认为是一颗静止盖层行星，因为与地球不同，它的外表面并未分割成移动的板块。
在我们的星球上，板块构造推动了火山活动、物质循环以及大陆形成，这使得许多研究人员认为火星不可能形成同样复杂的地壳。
新的证据表明，大规模的内部物质循环或许使火星在没有类似地球板块构造的情况下也能形成复杂地壳。
一条隐蔽的边界揭示了复杂的地壳
关键线索来自美国国家航空航天局（NASA）洞察号任务收集的地震测量数据，该任务记录了由流星体撞击和火星地震（相当于地球上的地震）产生的波。
牛津大学地球科学系和统计系的研究人员聚焦于地表以下约24公里处一个无法解释的边界。
此前的研究已探测到该边界，但它的地质意义仍不明确。
为了确定该边界是否分隔了不同的岩石类型，研究人员使用热力学建模和统计方法，将地震观测结果与数百种可能的岩石成分进行了比较。
只有超基性（富含铁和镁，但二氧化硅含量低）岩石能持续再现24公里边界以下的物理特性。
在该边界以上，观测结果用基性（二氧化硅比例更高）岩石来解释会更合理。
研究人员提出，深层是在熔融岩石在地下深处积聚并逐渐分离成不同成分时形成的。
致密的晶体本会留在地壳底部附近，而较轻、更演化的熔浆则向上移动。
地球上的火山弧下方也发生类似过程，且与大陆形成有关。
参与这项研究的牛津大学地球科学系部分研究团队成员。
从左至右：查理雷克斯
该研究的主要作者托伯莫瑞麦凯钱皮恩博士（在开展这项研究时就职于牛津大学地球科学系，现在就职于布里斯托尔大学）表示：传统上，我们一直认为与地球上的火山活动相比，火星上的火山活动相对简单。
但这一发现表明，火星可能存在大型、持久的系统，在这些系统中，熔融岩石会在整个火星地壳中不断演化和自我再加工。
这为这类系统在太阳系外的岩石行星上可能有多普遍这一问题带来了令人兴奋的可能性。
火星可能不需要板块构造
埋藏层可能在火星北半球水平延伸数百甚至数千公里。
如果是这样，那么这颗行星曾经拥有巨大的相连岩浆系统，而非一系列简单的孤立火山。
这种被称为跨地壳岩浆活动的过程，此前一直被认为是地球独有的。
这种区别很重要，因为地质循环与大气、海洋以及潜在宜居环境的形成密切相关。
在地球上，行星内部的循环有助于调节气候，并支持水和其他挥发性元素的长期运动。
板块构造常被认为是维持这些过程的关键。
火星上的证据表明，岩石行星可能无需地球式板块构造就能形成复杂的地壳以及一些与宜居性相关的地质条件。
宜居性可能会在更多星球上出现
合著者、牛津大学地球科学系的乔恩韦德教授表示：行星科学领域的一个重要问题是地球是否独一无二。
如果火星能够在没有板块构造的情况下形成这种复杂的地壳，那么宜居所需的条件或许能在比我们想象中更多的行星上出现，包括那些此前因体积大小或明显缺乏构造活动而被排除的行星。
这些发现基于美国国家航空航天局（NASA）洞察号任务的观测结果，该任务此前在火星上放置了首个地震仪，为研究人员提供了前所未有的火星内部视角。
相关知识
火星是太阳系中离太阳第四近的行星，属于类地行星，因表面覆盖氧化铁呈现红色，被称为红色星球。
它体积约为地球的15%，质量约为地球的11%，大气稀薄且主要成分是二氧化碳，表面温度较低，有明显四季变化。
人类已多次发射探测器探索火星，我国祝融号火星车曾成功着陆并开展科学探测。
BY: University of Oxford
FY: AI
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
