亚利桑那大学研究人员领导的一项研究显示，火星上一片广阔、平坦、“毫无特色”的平原揭示了比预期更加动荡的地质历史，这让研究人员感到惊讶。早在一百万年前，大量的熔岩就从无数的裂缝中喷发出来，覆盖了几乎与阿拉斯加一样大的区域，并与地表内外的水相互作用，导致了大规模的洪水事件，形成了深沟。
由于缺乏板块构造——不断地重塑地球表面的大块地壳的移动——火星长期以来一直被认为是一个地质上“死亡”的星球，没有发生太多事情。然而，最近的发现让研究人员质疑这一概念。就在去年，同样来自亚利桑那大学的一组行星科学家提出了证据，证明极乐平原地区下方存在巨大的地幔柱，在相对较近的过去推动了强烈的火山和地震活动。
在最近的研究中，由亚利桑那州月球与行星实验室的乔安娜·沃伊特和克里斯托弗·汉密尔顿领导的团队结合了航天器图像和探地雷达的测量结果，以三维细节重建了极乐世界中每一个单独的熔岩流。这项广泛的调查揭示并记录了40多起火山活动，其中最大的火山活动之一充满了名为阿萨巴斯卡山谷(AthabascaValles)的山谷，其中蕴藏着近1,000立方英里的玄武岩。
“极乐世界是地球上最年轻的火山地形，研究它有助于我们更好地了解火星的过去以及最近的水文和火山历史，”作者在论文中写道。尽管迄今为止在火星上尚未观察到火山活动，但“极乐世界的火山比之前想象的要活跃得多，甚至今天可能仍然存在火山活动，”发表在《地球物理研究杂志》上的这项研究的第一作者沃伊特说：行星。美国宇航局洞察号着陆器在2018年至2022年间记录的大量火星地震提供了证据，证明在其表面之下，这颗红色星球绝非死亡。
LPL副教授汉密尔顿说：“我们的研究提供了对地球以外行星上最近的地质火山活动最全面的描述。”“这是对过去1.2亿年间火星年轻火山活动的最佳估计，相当于恐龙在地球上漫游的鼎盛时期。”
这组作者表示，这些发现对于围绕火星在其历史上的某个时刻是否可能存在生命的研究具有重要意义。极乐世界经历了几次大洪水，有证据表明涌出的熔岩与水或冰相互作用，以戏剧性的方式塑造了地貌。在极乐世界平原上，沃伊特和她的合著者发现了充足的蒸汽爆炸证据，天体生物学家对这种相互作用非常感兴趣，因为它们可能创造了有利于微生物生命的热液环境。
该团队使用了来自NASA侦察轨道器(MRO)上的Context相机的图像，以及来自MRO的UArizona主导的HiRISE相机在选定区域的更高分辨率图像。为了获取地形信息，他们利用了美国宇航局另一艘航天器火星全球勘测者号上火星轨道飞行器激光高度计的数据记录。然后将这些调查数据与美国宇航局浅层雷达(SHARAD)探测器进行的地下雷达测量相结合。
“借助SHARAD，我们能够观察到地表以下140米(460英尺)的深处，”Voigt说，她完成了这项研究，作为在亚利桑那大学获得博士学位的一部分。她现在是加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院喷气推进实验室(JPL)的博士后研究员。
沃伊特补充道：“结合数据集，我们能够重建研究区域的三维视图，包括熔岩从多个裂缝喷发之前的地形，以及之前由流水冲刷形成的盆地和通道。”
火星的内部被认为与地球非常不同，对其地质特征的详细重建使科学家能够一睹过去塑造火星的过程。汉密尔顿说，火山与火星地壳结构之间的关系是了解火星古环境条件的关键。除了岩浆中含有的水被抛入大气中然后在地表冻结之外，火山喷发还可能导致灾难性的地下水释放到地表。
汉密尔顿说：“当火星地壳出现裂缝时，水就会流到地表。”“由于大气压力较低，水很可能会蒸发掉。但如果在此期间有足够的水流出，就会发生巨大的洪水，洪水冲过大地，形成这些巨大的特征，我们看。”
作者说，了解水过去如何在火星上移动以及现在在哪里是一个“圣杯”问题。由于极乐世界所在的赤道地区比地球上的高纬度地区更容易登陆，因此水的存在及其释放机制为未来的人类任务提供了信息，而这将严重依赖于该资源。
沃伊特说：“极乐世界是尝试了解我们在地表所见与通过火山喷发表现出来的内部动态之间联系的完美地点。”“我非常关注熔岩表面的细节，试图理清不同的喷发事件，并重建这些地质实体的整个历史。”
该团队计划继续利用通过不同成像方法获得的大型复杂数据集，结合其他火山活动区域的事件时间序列，对火星表面及其下方的情况进行高度详细的三维洞察。
沃伊特将熔岩流表面比作“打开的书籍，如果你知道如何阅读它们，它们会提供有关它们如何形成的丰富信息。
“这些曾经被认为平淡乏味的区域，比如极乐平原，我认为它们蕴藏着很多秘密，并且想要被阅读，”她说。
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