梅杜莎槽溝層

梅杜莎槽溝層(Medusae Fossae Formation)是火星上一處可能起源於火山的大型地質單元[1],它取名自希臘神話中的梅杜莎,而「槽溝」(Fossa)一詞是拉丁語「深溝」之意。該地貌約位於南緯5°、東經213°處,橫跨塔爾西斯埃律西昂火山區附近的高-低地邊界區,其範圍涵蓋亞馬遜區塔爾西斯區門農區埃律西昂區埃俄利斯區等五大區域的部分地區。

梅杜莎槽溝層
熱輻射成像系統拍攝的梅杜莎槽溝層全時圖像
坐標3°12′S 163°00′W / 3.2°S 163.0°W / -3.2; -163.0
長度333 公里

地質

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梅杜莎槽溝層為沿火星赤道綿延(不連續)超過5000公里的鬆軟、易風化沉積區,其面積相當於美國大陸面積的20%[2]。有時,該地層看起來像一片起伏平緩的平地,但在一些地方,因風蝕而形成了大片山脊和溝槽地形[1]。雷達成像顯示,該地區可能含有極多孔岩石(例如火山灰)或類似冰川的厚冰層,其數量與火星南極冰蓋下的儲量大致相同[3][4]。通過使用火星全球氣候模型模擬,以勞拉·克伯(Laura Kerber)為首的一組研究人員發現,梅杜莎槽溝層可能形成於阿波里那山阿爾西亞山帕弗尼斯山所噴發的火山灰[5]。相關的細粒成分提供了進一步證據。該地區幾乎沒有雷達回波,鑑於這一原因,它也被稱為「隱形」區[6]。該地層被劃分為上、中、下三個子單元區,都屬於亞馬遜紀,為火星地質史上最年輕的時代[7]。其元素成分的比較表明,梅杜莎槽溝層是火星表面塵埃的主要來源地[2]。2018年7月,研究人員報告稱,事實上,火星上最大單一塵埃來源地為梅杜莎槽溝層[2]

 
梅杜莎槽溝層周邊區域地形圖,中央為赤道0度、東經180度,每格緯度、經度均為10度,麥卡托投影[8]
位於梅杜莎槽溝層的特徵:
1:埃俄利斯高原
2:仄費里亞高原
3:阿佛納斯凹地群
4:塔爾塔羅斯峭壁
5:阿波利納里斯溝脊
6:塔爾塔羅斯斷崖
7:盧庫斯高原
8:門農溝脊地
 9:梅杜莎槽溝群
10:梅杜莎溝脊地
11:歐墨尼得斯山脊
12:亞馬遜桌山
13:亞馬遜溝脊地
14:戈爾迪山脊
15:吉加斯槽溝群

來自2001火星奧德賽號中子光譜儀數據的分析揭示,梅杜莎槽溝層的西側舌狀坡含有水,這意味着該地層含有大量的水冰,在高傾角(傾斜)時期,地表上的水冰保持了穩定[9]。 結合數個火星重力模型和火星軌道器激光高度計地形數據,可計算出該沉積層的密度,其值為1.765±0.105 克/厘米3,類似於地球上熔結凝灰岩的密度[10],這排除了沉積層成分中存在大量水冰的可能,再加上高含量的,暗示它屬於火山噴發的產物。該沉積層總體積為1.4×106公里3,如此大的沉積層可能是在5億年周期性噴發中形成的[10]

倒轉地形

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梅杜莎槽溝層下單元區包含了許多被認為是溪流遺蹟的樣式和形狀。據信形成的溪流曾注滿山谷,並通過礦物膠結或粗覆蓋層的聚集形成一層耐侵蝕的倒轉地形。這些倒轉河床有時被稱為彎脊或凸起的曲線特徵,並被分為六種類型:平頂、窄頂、圓頂、分叉、無分叉和多層狀,長度可能有1公里或不到,高度從1米到10米以上不等,而狹窄的彎脊寬度則不到10米[11]

雅丹地貌是指地層表面被風蝕成一系列的線狀山脊[12],這些山脊通常指向切割它們的盛行風風向,並展示出火星風沙的侵蝕力。梅杜莎槽溝層易受侵蝕,這表明它們是由弱膠結顆粒所組成,很可能是由風沙或火山灰沉積所構成。雅丹是岩石的一部分,它已被風沙蝕刻成嶙峋狹長的山脊[13],可看到其中的地層結構。海盜號[14]火星全球探勘者號[15]高分辨率成像科學設備照片[16]中都觀察到了雅丹頂部耐侵蝕的冠岩。來自航天器的圖像顯示,它們具有不同的硬度,可能是因為物理性質、成分、顆粒大小和/或膠結作用的明顯不同所致。整個地區幾乎看不到撞擊坑,因此,梅杜莎槽溝層地表相對年輕[17]

另請參閱

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參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 The Medusa Fossae formation on Mars. European Space Agency. 29 March 2005 [2020-11-24]. (原始內容存檔於2018-06-22). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin; Karunatillake, Suniti; Schmidt, Mariek. The Medusae Fossae Formation as the single largest source of dust on Mars. Nature Communications. 2018, 9 (1): 2867. Bibcode:2018NatCo...9.2867O. PMC 6054634 . PMID 30030425. doi:10.1038/s41467-018-05291-5. 
  3. ^ Watters, T. R.; Campbell, B.; Carter, L.; Leuschen, C. J.; Plaut, J. J.; Picardi, G.; Orosei, R.; Safaeinili, A.; Clifford, S. M.; Farrell, W. M.; Ivanov, A. B.; Phillips, R. J.; Stofan, E. R. Radar Sounding of the Medusae Fossae Formation Mars: Equatorial Ice or Dry, Low-Density Deposits?. Science. 2007, 318 (5853): 1125–1128. Bibcode:2007Sci...318.1125W. PMID 17975034. doi:10.1126/science.1148112. 簡明摘要NewScientist (November 1, 2007). 
  4. ^ Orosei, R.; Cantini, F.; Caprarelli, G.; Carter, L. M.; Papiano, I.; Rossi, A. P. Radar Sounding by MARSIS over Lucus Planum, Mars. Lunar and Planetary Science Conference. 2016, (1903): 1869. Bibcode:2016LPI....47.1869O. 
  5. ^ Kerber, Laura; Head, James W.; Madeleine, Jean-Baptiste; Forget, François; Wilson, Lionel. The dispersal of pyroclasts from ancient explosive volcanoes on Mars: Implications for the friable layered deposits. Icarus. 2012, 219 (1): 358–381. Bibcode:2012Icar..219..358K. doi:10.1016/j.icarus.2012.03.016. 
  6. ^ Barlow, Nadine G. Mars: an introduction to its interior, surface and atmosphere. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2008: 75–76. ISBN 978-0-521-85226-5. 
  7. ^ Greeley, Ronald; Guest, J.E. Geologic map of the eastern equatorial region of Mars. 1987. doi:10.3133/i1802B. 
  8. ^ Geologic Mapping of the Medusae Fossae Formation, Mars 網際網路檔案館存檔,存檔日期2009-04-20. Center for Earth and Planetary Studies, Smithsonion National Air and Space Museum
  9. ^ Wilson, Jack T.; Eke, Vincent R.; Massey, Richard J.; Elphic, Richard C.; Feldman, William C.; Maurice, Sylvestre; Teodoro, Luís F.A. Equatorial locations of water on Mars: Improved resolution maps based on Mars Odyssey Neutron Spectrometer data. Icarus. 2018, 299: 148–160. Bibcode:2018Icar..299..148W. arXiv:1708.00518 . doi:10.1016/j.icarus.2017.07.028. 
  10. ^ 10.0 10.1 Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin. The Density of the Medusae Fossae Formation: Implications for its Composition, Origin, and Importance in Martian History. Journal of Geophysical Research: Planets. 2018, 123 (6): 1368–1379. Bibcode:2018JGRE..123.1368O. doi:10.1029/2018JE005565. 
  11. ^ Zimbelman, James R.; Griffin, Lora J. HiRISE images of yardangs and sinuous ridges in the lower member of the Medusae Fossae Formation, Mars. Icarus. 2010, 205 (1): 198–210. Bibcode:2010Icar..205..198Z. doi:10.1016/j.icarus.2009.04.003. 
  12. ^ Bridges, Nathan T.; Muhs, Daniel R. Duststones on Mars: Source, Transport, Deposition, and Erosion. Sedimentary Geology of Mars. 2012: 169–182. ISBN 978-1-56576-312-8. doi:10.2110/pec.12.102.0169. 
  13. ^ 存档副本. [2020-11-24]. (原始內容存檔於2016-06-02). 
  14. ^ Scott, David H.; Tanaka, Kenneth L. Ignimbrites of Amazonis Planitia Region of Mars. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1982, 87: 1179–1190. Bibcode:1982JGR....87.1179S. doi:10.1029/JB087iB02p01179. 
  15. ^ Malin, M. C.; Carr, M. H.; Danielson, G. E.; Davies, M. E.; Hartmann, W. K.; Ingersoll, A. P.; James, P. B.; Masursky, H.; McEwen, A. S.; Soderblom, L. A.; Thomas, P.; Veverka, J.; Caplinger, M. A.; Ravine, M. A.; Soulanille, T. A.; Warr En, J. L. Early Views of the Martian Surface from the Mars Orbiter Camera of Mars Global Surveyor. Science. 1998, 279 (5357): 1681–1685. Bibcode:1998Sci...279.1681M. PMID 9497280. doi:10.1126/science.279.5357.1681. 
  16. ^ Mandt, Kathleen E.; De Silva, Shanaka L.; Zimbelman, James R.; Crown, David A. Origin of the Medusae Fossae Formation, Mars: Insights from a synoptic approach. Journal of Geophysical Research. 2008, 113 (E12): E12011. Bibcode:2008JGRE..11312011M. doi:10.1029/2008JE003076. 
  17. ^ 存档副本. [2020-11-24]. (原始內容存檔於2017-08-29).